共享内存和消息队列
共享内存和消息队列是进程间通信的两种方式。在C++中，可以使用相应的函数库来实现它们。使用共享内存可以更加高效地将数据传递给其他进程，而使用消息队列则可以实现模块之间的异步通信。
1. 共享内存
共享内存是在多个进程之间共享数据最快的方式之一。通过将一段内存映射到多个进程的地址空间中，可以使它们不必进行进程间的数据拷贝就能够相互访问数据。
在Linux中，可以使用shmget函数来创建一个共享内存区域。该函数返回一个共享内存标识符，可以使用它来访问该共享内存区域。下面是一个创建共享内存并且写入数据的例子：
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
int main() {
key_t key = 1234;
int size = 1024;
int shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | 0666);
if (shmid == -1) {
printf("failed to create shared memory\n");
return -1;
}
void *ptr = shmat(shmid, NULL, 0);
if (ptr == (void*)-1) {
printf("failed to attach shared memory\n");
return -1;
}
int *data = (int*)ptr;
*data = 123;
shmdt(ptr);
return 0;
}
该例子中定义了一个key、size、shmid和ptr变量，用于创建共享内存并且操作其中的数据。shmget函数的第一个参数key唯一标识这个共享内存，第二个参数size是共享内存的大小。IPC_CREAT表示如果该共享内存不存在则创建，0666表示所有用户都有读写权限。
shmat函数将共享内存附加到当前进程的地址空间，并返回指向共享内存区域的指针，如果失败则返回-1。将共享内存区域转换为需要的数据类型后，就可以对其进行操作。shmdt函数则是将共享内存分离。
2. 消息队列
消息队列则是用于进程间通信的另一种方式。进程可以将消息发送到队列中，其他的进程可以从队列中接收这些消息。消息队列常用于模块之间的异步通信，例如在一个服务中心中，多个服务之间可以使用消息队列来完成各自的任务。
在Linux中，可以使用msgget函数来创建一个消息队列。该函数返回一个消息队列的标识符。下面是一个向消息队列发送消息并且接收消息的例子：
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
struct msg {
long mtype;
char mtext[1024];
};
int main() {
key_t key = 1234;
int msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);
if (msgid == -1) {
printf("failed to create message queue\n");
return -1;
}
struct msg message = {1, "hello world"};
if (msgsnd(msgid, (void*)&message, sizeof(message.mtext), 0) == -1) {
printf("failed to send message\n");
return -1;
}
struct msg receivedMessage = {};
if (msgrcv(msgid, (void*)&receivedMessage, sizeof(receivedMessage.mtext), 1, 0) == -1) {
printf("failed to receive message\n");
return -1;
}
printf("received message: %s\n", receivedMessage.mtext);
return 0;
}
该例子中定义了一个key、msgid、message和receivedMessage变量，key是唯一标识该消息队列，msgid是消息队列的标识符。定义了一个结构体msg用于存储消息，其中包含一个消息类型和一段文本。
首先使用msgget函数创建一个消息队列，然后定义一个消息变量message并赋值。使用msgsnd函数发送消息到队列中，第一个参数是消息队列的标识符，第二个参数是消息的指针，第三个参数是消息的大小，第四个参数是消息的标志，如果为0则表示发送阻塞，否则立即返回。msgrcv函数用于接收消息，第一个参数是消息队列的标识符，第二个参数是指向接收消息的消息指针，第三个参数是消息的大小，第四个参数是消息类型，表示接收哪种类型的消息，第五个参数是消息标志，与msgsnd函数中的标志类似。如果没有接收到消息，则阻塞等待消息的到达。
总结
通过使用共享内存和消息队列，可以实现进程间的数据传递和异步通信。共享内存相比于其他进程间的通信方式（如管道、socket等）效率更高，但是需要对数据的读写进行同步控制。消息队列则是一种轻量级的进程间通信方式，可以用于构建异步消息系统。