linux ipc为什么msgrcv总是阻止？

编程问答 2022-06-07

问题描述

客户端readline写入共享内存。然后向服务器发送消息。 服务器获取msg并从共享内存中读取。

但是服务器无法正确输出， 服务器没有输出任何信息，我不知道为什么。

手册页说： 如果没有所请求类型的消息可用，并且msgflg中未指定IPC_NowAIT，则调用过程将被阻塞，直到出现以下情况之一

但是服务器始终被阻止。

我使用gdb对其进行调试，发现std :: cout不起作用

调试上下文

Breakpoint 1,main () at shared_mem_server.cpp:35
35      sem_init(reinterpret_cast<sem_t*>(shm),1);
(gdb) p shm
$1 = 0x7ffff7ff6000 ""
(gdb) x/10w 0x7ffff7ff6000
0x7ffff7ff6000: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6010: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6020: 0   0
(gdb) s
__new_sem_init (sem=0x7ffff7ff6000,pshared=0,value=1) at sem_init.c:31
31  sem_init.c: No such file or directory.
(gdb) return
Make __new_sem_init return Now? (y or n) n
Not confirmed
(gdb) finish
Run till exit from #0  __new_sem_init (sem=0x7ffff7ff6000,value=1)
    at sem_init.c:31
main () at shared_mem_server.cpp:37
37          msgrcv(msgid,&msg,256,ret_type,0);
Value returned is $2 = 0
(gdb) x/10w 0x7ffff7ff6000
0x7ffff7ff6000: 1   0   0   0
0x7ffff7ff6010: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6020: 0   0
(gdb) p sem_sz
$3 = 32
(gdb) n
38          sem_p(reinterpret_cast<sem_t*>(shm));
(gdb) n
39          if(shm + sem_sz == "q")
(gdb) x/10w 0x7ffff7ff6000
0x7ffff7ff6000: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6010: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6020: 3355185 0
(gdb) x/12w 0x7ffff7ff6000
0x7ffff7ff6000: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6010: 0   0   0   0
0x7ffff7ff6020: 3355185 0   0   0
(gdb) n
41          std::cout << "shared memory " << shm + sem_sz;
(gdb) n
42          sem_v(reinterpret_cast<sem_t*>(shm));
(gdb) q

下面是代码

服务器代码：

#include <iostream>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/msg.h>

#include "error.h"
#include "sempv.h"

const int SHM_SIZE=1024;

struct msg_form{
    long  msg_type;
    char msg_text[256];
};

int main(){
    key_t key;
    int shmid,msgid,ret_type = 888,sem_sz = sizeof(sem_t);
    char *shm;
    

    msg_form msg;

    if((key = ftok(".",'v')) < 0)
        unix_error("ftok error");
    
    if((shmid = shmget(key,SHM_SIZE,IPC_CREAT|0666)) == -1)
        unix_error("create shared memory error");

    if((shm = (char*)shmat(shmid,0)) == (void*)-1){
        unix_error("attach shared memeory error");
    }
    if((msgid = msgget(key,IPC_CREAT|07777)) == -1)
        unix_error("msgget error");
    sem_init(reinterpret_cast<sem_t*>(shm),1);
    while(true){
        msgrcv(msgid,0);
        sem_p(reinterpret_cast<sem_t*>(shm));
        if(shm + sem_sz == "q")
            break;
        std::cout << "shared memory " << shm + sem_sz;
        sem_v(reinterpret_cast<sem_t*>(shm));
    }
    shmdt(shm);
   
    shmctl(shmid,IPC_RMID,0);
    shmctl(msgid,0);
    return 0;
}

客户代码

#include <iostream>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/msg.h>

#include "error.h"
#include "sempv.h"
#include <string>

using std::string;

const int SHM_SIZE=1024;

struct msg_form{
    long  msg_type;
    char msg_text[256];
};

int main(){
    key_t key;
    int shmid,sem_sz = sizeof(sem_t);
    char *shm;
    
    int err;

    msg_form msg;
    string s;

    if((key = ftok(".",0)) == -1)
        unix_error("shmget error");
    if((shm = (char*)shmat(shmid,0777)) == -1)
        unix_error("msgget error");
    std::cout << "key is " << key << std::endl;
    
    while(getline(std::cin,s)){
        sem_p(reinterpret_cast<sem_t*>(shm));
        memset(shm+sem_sz,SHM_SIZE-sem_sz);
        memcpy(shm+sem_sz,s.c_str(),s.size());
       
        msg.msg_type = 888;
        sprintf(msg.msg_text,"shared memory write signal");

        if((err =  msgsnd(msgid,sizeof(msg.msg_text),0)) == -1)
            unix_error("msgsnd error");
         sem_v(reinterpret_cast<sem_t*>(shm));
        //std::cout << "message send\n";
    }
    return 0;
}

解决方法

一般说明：

  • 不建议使用System V IPC，对于任何新项目，建议使用POSIX副本（man 7 shm_overview和man 7 mq_overview）

  • 客户端/服务器的同步很弱：客户端可能会在服务器读取共享内存段时覆盖共享内存段。您应该使用互斥锁来读取/写入共享内存段（当一个正在读取/写入另一个阻塞时）：cf。 man 7 sem_overview

  • 由于您没有在服务器中进行任何清理，因此请确保在每次应用程序尝试之间的外壳下使用ipcs / ipcrm删除队列和共享内存标识符

在服务器中：

  • 错误检查是错误的：如果shmget（）/ msgget返回-1，并且errno等于EEXIST，则继续操作，但没有得到任何shm / msg标识符，因为它是-1！

在客户端中：

  • 出于鲁棒性考虑，最好使用snprintf（）而不是sprintf（）来强制检查缓冲区的边界

  • 客户端不应将IPC_CREAT用于msgget（）。通常，在服务器/客户端应用程序中创建资源是服务器的角色

这是修改后的代码的C版本：

服务器：

#include <stdio.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>


const int SHM_SIZE=1024;

struct msg_form{
    long  msg_type;
    char msg_text[256];
};


static void unix_error(const char *str)
{

  fprintf(stderr,"%s\n",str);

  exit(1);
}


int main(){
    key_t key;
    int shmid,msgid,ret_type = 888,sem_sz = sizeof(sem_t);
    char *shm;
    

    struct msg_form msg;

    if((key = ftok(".",'v')) < 0)
        unix_error("ftok error");
    
    if((shmid = shmget(key,SHM_SIZE,IPC_CREAT|0666)) == -1)
        unix_error("create shared memory error");

    if((shm = (char *)shmat(shmid,0)) == (void*)-1){
        unix_error("attach shared memory error");
    }
    if((msgid = msgget(key,IPC_CREAT|07777)) == -1)
        unix_error("msgget error");
    sem_init((sem_t *)(shm),1,1);
    while(1){
        msgrcv(msgid,&msg,256,ret_type,0);
        sem_wait((sem_t *)(shm));
        if (*(shm + sem_sz) == 'q' && *(shm + sem_sz + 1) == '\n') {
            sem_post((sem_t *)(shm));
            break;
        }
        printf("shared memory: %s",shm + sem_sz);
        sem_post((sem_t *)(shm));
    }
    shmdt(shm);
   
    shmctl(shmid,IPC_RMID,0);
    msgctl(msgid,0);
    return 0;
}

客户：

#include <stdio.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdlib.h>
#include <semaphore.h>
#include <string.h>


const int SHM_SIZE=1024;

struct msg_form{
    long  msg_type;
    char msg_text[256];
};


static void unix_error(const char *str)
{

  fprintf(stderr,sem_sz = sizeof(sem_t);
    char *shm;
    
    int err;

    struct msg_form msg;
    char s[256];

    if((key = ftok(".",0)) == -1)
        unix_error("shmget error");
    if((shm = (char*)shmat(shmid,0)) == (void*)-1){
        unix_error("attach shared memeory error");
    }
    if((msgid = msgget(key,0777)) == -1)
        unix_error("msgget error");
    printf("key is 0x%x\n",(int)key);
    
    while(fgets(s,sizeof(s) - 1,stdin)) {
        sem_wait((sem_t *)(shm));
        memset(shm+sem_sz,SHM_SIZE-sem_sz);
        memcpy(shm+sem_sz,s,strlen(s));
       
        msg.msg_type = 888;
        snprintf(msg.msg_text,"shared memory write signal");

        if((err =  msgsnd(msgid,sizeof(msg.msg_text),0)) == -1) {
            sem_post((sem_t *)(shm));
            unix_error("msgsnd error");
        }
        sem_post((sem_t *)(shm));
    }
    return 0;
}
c++ipclinuxlinuxsysv