深入解读键值产生原理，linux中的软链接和硬链接

键值 = 文件标示符 + 项目ID
当用到进程间的通信时，必须要注意到的是键值是怎么产生的，我们知道任何一个文件时通过文件名来访问的，而内核在对应的给其一个值，也就是文件标示符。

系统建立IPC通讯（如消息队列、共享内存时）必须指定一个ID值 。通常情况下，该id值通过ftok函数得到 。 ftok原型如下：

key_t ftok( char * fname, int id )

此时这个 id也就是项目 ID，最后将两者结合生成了键值！这里所谓的文件标示符其实下面提到的 内核的物理编号，也就是索引节点 inode。

参数说明： fname就时您指定的文档名, id是子序号。



关于linux中的软链接和硬链接

Linux中有两种类型的链接：(这个与 Windows上 FAT32 或 NTFS是不一样的！)

硬链接是利用Linux中为每个文件分配的物理编号——inode建立链接。因此，硬链接不能跨越文件系统。（用ls –i命令可以查看目录下文件的inode编程）。

软链接（符号链接）是利用文件的路径名建立链接。通常建立软链接使用绝对路径而不是相对路径，以最大限度增加可移植性。

i节点包含了所有与文件有关的信息：文件类型、文件存取许可权位、文件长度和指向该文件所占用的数据块的指针等，stat结构中的大多数信息都取自 i节点。只有两数据项存放在目录项中：文件名和i节点编号数。

因为目录项中的i节点编号数指向同一文件系统中的 i节点，所以不能使一个目录项指向另一个文件系统的i节点。硬链接不能跨文件系统，软链接可以。即每个文件系统有自己的i节点编号。






在一般的UNIX实现中，是将文档的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。 如指定文档的索引节点号为65538，换算成16进制为0x010002，而您指定的ID值为38，换算成16进制 为 0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。

查询文档索引节点号的方法是： ls -i

当删除重建文档后，索引节点号由操作系统根据当时文档系统的使用情况分配，因此和原来不同，所以得到的索引节点号也不同。

假如要确保key_t值不变，要目确保ftok的文档不被删除 ，要么不用ftok，指定一个固定的key_t值。

另外说一句：在aix等操作系统上，有多个文档系统，会出现分布在不同的文档系统上的两个文档具备相同的索引节点号，此时用ftok对这两个文档进行操作，只要id参数不变，得到的key_t值相同，造成创建消息队列失败。但是这种情况相当少见罢了。

因为在开发中涉及多种系统平台，在系统移植时发现ftok()函数在不同平台下存在一定的差异性。当然，根本原因不在于ftok()本身，而应该是操作系统对于文件系统管理的差异性。

测试代码如下：

#include ;

#include ;

main()

{

    sprintf( "key=%0x/n", ftok( "aaa.txt", 1000 ) );

}

测试涉及的操作系统：RedHat AS3U3、Sco OpenServer 5.0.6、UnixWare 7.1.1、Solaris 9 x86 u7。

在RH AS3环境下，对aaa.txt进行修改后程序的输出值都有变化，说明该文件在修改后存储位置发生了变化。

在Sco OpenServer 5.0.6、UnixWare 7.1.1、Solaris 9 x86 u7下执行相同的程序，无论对aaa.txt的文件内容做何种修改都对程序的输出无影响。

因此，如果在linux下通过ftok()产生ipc键值、且ftok()与配置文件相关，则在更改了配置文件后必须将应用重起。否则将导致不可预料的后果！

看以下程序：

　　头文件：

　　#include

　　#include

　　如下：

　　key_t ftok( char * fname, int id )

　　fname就是你指定的文件名（已经存在的文件名），一般使用当前目录，如：

　　key = ftok(".", 1); 这样就是将fname设为当前目录。

　　id是子序号。

　　在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。

　　如指定文件的索引节点号为65538，换算成16进制为0x010002，而你指定的ID值为38，换算成16进制为0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。

　　查询文件索引节点号的方法是： ls -i

　　当删除重建文件后，索引节点号由操作系统根据当时文件系统的使用情况分配，因此与原来不同，所以得到的索引节点号也不同。

　　如果要确保key_t值不变，要么确保ftok的文件不被删除，要么不用ftok，指定一个固定的key_t值，比如:

　　#define IPCKEY 0x111

　　char path[256];

　　sprintf( path, "%s/etc/config.ini", (char*)getenv("HOME") );

　　msgid=ftok( path, IPCKEY );

　　同一段程序，用于保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值。

　　由于etc/config.ini（假定）为应用系统的关键配置文件，因此不存在被轻易删除的问题——即使被删，也会很快被发现并重建（此时应用系统也将被重起）。

一个ftok用于共享内存的实例：



1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include
8 #include
9
10 #define SIZE 1024
11
12 extern int errno;
13
14 int main()
15 {
16 int shmid;
17 char *shmptr;
18 key_t key;
19 pid_t pid;
20
21 if((pid = fork()) < 0)
22 {
23 printf("fork error:%s\n", strerror(errno));
24 return -1;
25 }
26 else if(pid == 0)
27 {
28 sleep(2);
29 if((key = ftok("/dev/null", 1)) < 0)
30 {
31 printf("ftok error:%s\n", strerror(errno));
32 return -1;
33 }
34 if((shmid = shmget(key, SIZE, 0600)) < 0)
35 {
36 printf("shmget error:%s\n", strerror(errno));
37 exit(-1);
38 }
39
40 if((shmptr = (char*)shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
41 {
42 printf("shmat error:%s\n", strerror(errno));
43 exit(-1);
44 }
45 //memcpy(shmptr, "hello world", sizeof("hello world"));
46 printf("child:pid is %d,share memory from %lx to %lx, content:%s\n",getpid(), (unsigned long)shmptr, (unsigned long)(shmptr + SIZE
47 ), shmptr);
48 printf("child process sleep 2 seconds\n");
49 sleep(2);
50 if((shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) < 0))
51 {
52 printf("shmctl error:%s\n", strerror(errno));
53 exit(-1);
54 }
55 exit(0);
56 }
57 //parent
58 else
59 {
60 if((key = ftok("/dev/null", 1)) < 0)
61 {
62 printf("ftok error:%s\n", strerror(errno));
63 return -1;
64 }
65 if((shmid = shmget(key, SIZE, 0600|IPC_CREAT|IPC_EXCL)) < 0)
66
67 {
68 printf("shmget error:%s\n", strerror(errno));
69 exit(-1);
70 }
71
72 if((shmptr = (char*)shmat(shmid, 0, 0)) == (void*)-1)
73 {
74 printf("shmat error:%s\n", strerror(errno));
75 exit(-1);
76 }
77 memcpy(shmptr, "hello world", sizeof("hello world"));
78 printf("parent:pid is %d,share memory from %lx to %lx, content:%s\n",getpid(),(unsigned long)shmptr, (unsigned long)(shmptr + SIZE
79 ), shmptr);
80 printf("parent process sleep 2 seconds\n");
81 sleep(2);
82 if((shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) < 0))
83 {
84 printf("shmctl error:%s\n", strerror(errno));
85 exit(-1);
86 }
87 }
88
89 waitpid(pid,NULL,0);
90 exit(0);
91 }