C 语言 ftok() 函数

在本文中，我们将讨论 C 语言中的 ftok() 函数，包括其 语法 和 示例。

ftok() 函数 是一个用于创建键的函数，该键可用于区分 System V IPC 对象，例如 消息队列、共享内存块 和 信号量集。进程间同步 和 通信 是使用这些 IPC 技术 完成的。

语法

它具有以下语法：

pathname: 它是一个指向带有 空终止符 的字符串的指针，该字符串标识 现有文件 的位置。该文件用于创建唯一的键。唯一重要的是 文件的存在 和 唯一性；文件是否包含任何特定信息无关紧要。

proj_id: 您必须为 proj_id 提供一个整数项目标识。它用于区分与同一文件关联的进一步 IPC 实例。即使 pathname 相同，不同的项目 ID 也可能导致不同的键。

ftok() 函数 使用 pathname 和 proj_id 参数创建一个 32 位键。proj_id 由键的最低 8 位 表示，而 pathname 引用的文件的设备标识和 inode 号分别由设备标识符和其余 24 位表示。

ftok() 函数操作的详细解释

1. 它确定给定的 pathname 是否指向一个已存在的文件。如果文件不存在，函数将返回 错误 (-1)。
2. 如果文件存在，ftok() 函数 将从文件的元数据（inode 信息）中检索 st_dev 和 st_ino 值。
3. 通过将 project ID 的 8 位最低有效位与从 st_dev 和 st_ino 派生的 24 位相加，创建一个 32 位键。
4. ftok() 函数 返回生成的键作为返回值。

关于 ftok() 有几个重要的方面需要记住

1. 如果多个进程使用相同的 proj_id 和 pathname 组合，则可能存在键冲突的可能性。这是由于 st_dev 和 st_ino 值可能碰巧相同所致。
2. ftok() 函数 包含在较旧的 System V IPC 方法中。消息队列、共享内存 和 信号量 是 POSIX IPC 的现代替代品，它们提供更多功能，并且通常是首选。
3. ftok() 函数 生成的键仅用作标识符，不包含有关与 IPC 方法 关联的实际数据结构的任何信息。
4. 一个 key_t 类型 的整数表示生成的键。如果您想将其与 IPC 函数一起使用，通常会将键传递给 msgget()、shmget() 或 semget() 等函数。
5. ftok() 函数在失败时可能 返回 -1，因此在使用它时请务必处理错误情况。使用 perror() 函数 或查看 errno 变量 的值来了解有关问题的更多信息。

ftok() 函数核心概念的细分

1. 文件路径名

ftok() 方法 需要一个指向系统上已存在文件的路径的 空终止 字符串的指针。

该文件对于确保不同 IPC 对象 之间的唯一性至关重要，并用于派生键的一部分。

2. 项目 ID (proj_id)

ftok() 方法 的 proj_id 参数是一个整数。它还可以区分与同一文件关联的 IPC 实例。即使 文件位置 相同，不同的 proj_id 值也可以产生不同的键。

3. 键生成过程是

ftok() 函数 使用 proj_id 结合一些文件元数据生成一个唯一的 32 位键。键的 proj_id 由最低 8 位 表示。

用于计算剩余 24 位 的是 pathname 所标识的文件的 st_dev (设备标识符) 和 st_ino (inode 号)。这些值是从文件元数据中提取的。

4. 键冲突注意事项

使用 ftok() 函数 的键冲突风险是一个潜在问题。当不同进程中的不同 IPC 对象 由于 proj_id 和文件属性的组合而获得相同的键时，就会发生键冲突。

为防止这种情况，请确保为不同的 IPC 实例选择唯一的 proj_id 值 并使用不同的文件。

5. IPC 机制的利用

一旦使用 ftok() 函数 生成了 键，您就可以在创建或访问 IPC 对象 时使用它。

例如，该键可与 msgget()、shmget() 和 semget() 函数（分别用于消息队列、共享内存段和信号量集）一起使用。

6. 错误处理

在使用 ftok() 函数 时，处理错误情况至关重要。Ftok() 函数 在发生 错误 时（例如，如果请求的文件不存在）返回 -1。

使用 perror() 函数 或查看 errno 变量 的值来了解有关问题的更多信息。

7. 现代 IPC 替代方案

虽然 ftok() 函数 有时仍在使用，但由于其增强的功能和可移植性，现代 IPC 技术（如 POSIX IPC）通常被使用。

示例

输出

ftok: No such file or directory

说明

将 "/path/to/existing/file" 替换为指向已存在文件的系统路径。该程序一旦使用 ftok() 函数 生成键，就会将其打印到控制台。

请记住，使用 C 编译器编译程序，并在链接程序时仔细检查是否链接了 正确的库（通常是 -lipc）。