Perl进程间数据共享

概述本文介绍的Perl进程间数据共享内容主体来自于《Pro Perl》的第21章。 IPC简介 通过fork创建多个子进程时，进程间的数据共享是个大问题，要么建立一个进程间通信的通道，要么找到一个两进程都引用的共享变量。本文将介绍Unix IPC的近亲System V IPC：message queues(消息队列)、semaphores(信号量)和shared memory-segments(共享内

本文介绍的Perl进程间数据共享内容主体来自于《Pro Perl》的第21章。

IPC简介

通过fork创建多个子进程时，进程间的数据共享是个大问题，要么建立一个进程间通信的通道，要么找到一个两进程都引用的共享变量。本文将介绍Unix IPC的近亲System V IPC：message queues(消息队列)、semaphores(信号量)和shared memory-segments(共享内存段)。它们都是IPC结构，它们被非常广泛地应用于进程间通信。它们的帮助文档可参见：

$ perldoc IPC::Msg$ perldoc IPC::Semaphore$ perldoc IPC::SharedMem

但是，并非所有 *** 作系统都支持System V IPC，对于那些不遵守POSIX规范的平台就不支持。当然，也并非一定要在Unix *** 作系统上才能使用IPC，只要 *** 作系统支持IPC就可以，而且就算是Unix系统上也并非一定支持IPC，可以使用ipcs命令来查看是否支持：

$ ipcs------ Message Queues --------key        msqID      owner      perms      used-bytes   messages------ Shared Memory Segments --------key        shmID      owner      perms      bytes      nattch     status------ Semaphore Arrays --------key        semID      owner      perms      nsems

message queues、semaphores和shared memory segments的共同点在于它们的数据都持久存在于内存中，且只要知道资源的ID且有权限访问，就可以被任意一个进程(所以随意多个进程)访问到。由于数据在内存中持久，且数据资源进行了ID标识，这可以使得程序退出前保存状态，然后重启时再次获取到原来的状态。

严格地说，Perl支持的IPC在于可以调用一些IPC函数：msgctl、msgget、msgrcv、msgsnd、semctl、semget、semop、shmctl、shmget、shmread、shmwrite。它们几乎是对C对应函数的封装，非常底层。尽管这些函数的文档非常丰富，但这些函数并不容易使用，IPC::家族的模块提供了面向对象的IPC功能支持。

IPC::SysV模块

要使用IPC的一些函数，常常需要导入一些IPC::SysV模块中的常量，因此很多使用IPC的程序中，都会：

use IPC::SysV：

它里面定义了很多常量，完整的可参见perldoc -m IPC::SysV，下面是一些常见的常量：

Message Queue(消息队列)

曾经消息队列是进程间通信的唯一有效方式，它就像管道一样，一端写入一端读取。对于消息队列而言，我们写入和读取的数据都称之为消息(message)。

可以创建两种类型的消息队列：私有的(private)和公有的(public)

私有队列只对创建它的进程和它的子进程可以访问，当然还可以通过权限控制的方式来改变访问权限
公有队列只有有权限，且知道资源ID的进程可以访问

例如，创建一个私有的消息队列。

use IPC::SysV qw(IPC_PRIVATE IPC_CREAT S_IRWXU);use IPC::Msg;my $queue = IPC::Msg->new IPC_PRIVATE S_IRWXU | IPC_CREAT;

IPC_Msg的构造函数new有两个参数，第一个是要创建的消息队列的资源ID，在IPC SysV中常称为KEY，对于私有队列来说，KEY需要指定为IPC_PRIVATE，第二个参数是访问该队列的权限，S_IRWXU表示队列的所有者(U)可以对该队列进行读(R)、写(W)、执行(X) *** 作。此处还配合了IPC_CREAT，表示如果队列不存在就创建新队列。

权限部分也可以写成数值格式的：

my $queue = IPC::Msg->new IPC_PRIVATE 0700 | IPC_CREAT;

所以，这里创建的私有队列只有创建者进程和子进程可以执行读写执行的 *** 作。

如果想要创建一个公有队列，需要为该公有队列提供一个资源ID，资源ID是一个数值。下例中给的资源ID是10023，权限是0722，表示创建队列的进程拥有读写执行 *** 作，而资源所在组或其它用户进程只能写队列。

my $q = IPC::Msg->new 10023,0722 | IPC_CREAT;

如果其它进程想要访问这个公有队列，只需通过new方法指定这个公有队列的KEY即可即表示构建这个已有的队列，不要指定IPC_CREAT修饰符，否则表示创建动作(尽管IPC结构存在时不会创建，但他代表了创建这个动作，而非访问动作)。如果要获取的公有队列不存在，则返回undef。如下：

my $q = IPC::Msg->new 10023,0200;

而对于私有队列，想要知道它的KEY，可以使用ID()方法：

$KEY = $queue->ID

发送和接收消息队列

有了消息队列的对象结构之后，就可以 *** 作这个消息队列，比如发送消息，接收消息等。相关文档参见man msgsnd。

向队列发送消息和从队列中接收消息的方式为：

$queue->snd($type,$wr_msg,[ $flags ]);$queue->rcv($rd_msg,$length,$type,[ $flags ]);

$wr_msg为想要发送的消息
$rd_msg是从消息队列中读取消息保存到哪个标量变量中
$type是一个正整数，表示消息队列的类型，可在rcv方法中指定这个正整数表示选择接收哪个数值类型的消息
$length表示消息队列中最多允许接收多少条消息。如果消息长度大于该值，则rcv返回undef，并且$!设置为E2BIG
$flags是可选的，如果设置为IPC_NowAIT，则这两个方法不会阻塞，而是立即返回($!设置为EAGAIN)

关于rcv type和flag的规则，参考如下解释。

rcv Type的解释：整数值             意义----------------------------- 0           rcv总是读取队列的第一条消息，无视type >0          rcv总是读取该类型的第一条消息。例如，             type=2，则只读取type=2的消息，如果不存在，             则一直阻塞直到有type=2的消息。但是可以设             置IPC_NowAIT和MSG_EXCEPT常量改变这种模式 <0          rcv读取类型不大于type绝对值(从小到大)的第             一条消息。不严谨，但可看示例描述：如果rcv的             type=-2，则首先读取type=0的第一条消息，如             果不存在type=0的消息，则继续读取type=1的第             一条消息，不存在则继续读取type=2的第一条消息

flag的解释：flag值              意义------------------------------MSG_EXCEPT         rcv读取第一条非type值的消息。例如，rcv                   的type=1，则读取第一条type不为1的消息MSG_NOERROR        允许消息过长超过$length时截断超出的部分，                   而不是在这种情况下返回E2BIG错误  IPC_NowAIT         rcv在请求的消息类型不存在时不要阻塞等待，                   而是立即返回，且设置$!的值为EAGAIN

将上面的解释合并起来，很明确的意思是我们可以通过设置不同的type来实现多级通信的消息队列，这一切都交给我们自己来决定，例如对不同子进程或线程发送不同的消息。

获取和设置消息队列的属性

可以使用set方法来修改消息队列的权限，它需要一个key-value格式的参数。

例如：

$queue->set(    uID => $user_ID,# chown    gID => $group_ID,# chgrp    mode => $perm,# 8进制权限位或S_格式的权限    qbytes => $queue_size,# 队列最大容量(capacity));

另外，可以使用stat方法获取队列的属性对象，通过这个属性对象，可以直接修改队列的对应属性。只是需要注意的是，当通过stat对象更改属性时，不会立即应用到消息队列上生效，只有通过set方法设置后，设置才会立即生效。

my $stat = $queue->stat;$stat->mode(0722);$queue->set($stat);

最后，如果拥有队列的执行权限，可以通过remove方法销毁这个队列：

$queue->remove;

如果无法删除队列，则remove返回undef，并设置$!。其实删除队列挺重要的，因为如果程序退出，队列可能会继续保留在内存中(前文已经说过了，IPC对象都是持久化在内存中的)。

信号量和共享内存

待续

总结

以上是内存溢出为你收集整理的Perl进程间数据共享全部内容，希望文章能够帮你解决Perl进程间数据共享所遇到的程序开发问题。

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