7. 消息队列
7.1 消息队列的概念
这里讨论的消息队列是操作系统层面的概念，不同于应用组件内部的消息中间件。简单来说，就是操作系统内核维护的一个队列结构。
7.2 消息队列的原理
消息队列是操作系统提供的一种 IPC（进程间通信）机制。它允许用户设置一个 key 值，多个进程通过约定好的 key 访问同一个队列。
双方通过往消息队列中插入节点来交换数据。在内核中，消息队列也有自己的描述结构体。需要注意的是，如果数据节点只包含纯数据，操作系统无法区分这是属于进程 A 的还是进程 B 的。因此，必须保证数据块是有类型的。
消息队列是一种让进程给另一个进程发送有类型数据块的方式。
相关的系统调用包括创建、发送和接收等接口。
7.3 消息队列的接口
主要涉及以下系统调用：
msgget：创建或获取消息队列标识符。msgsnd：向队列发送消息。msgrcv：从队列接收消息。msgctl：控制消息队列（如删除）。
7.4 消息队列的一些命令
在终端中可以使用相关命令查看或删除消息队列，例如 ipcs -q 查看，ipcrm -q 删除。
8. 信号量
在使用共享内存时，我们知道它缺乏保护机制，而信号量可以用来保护共享内存。
这里我们重点理解信号量是什么。虽然在线程部分会深入探讨同步互斥，但在多进程层面，核心问题依然是：如何让不同的进程看到同一份资源？
引入新的解决方案往往会带来新问题。比如，多个进程并发访问同一资源时会出现错误（如互相覆盖）。
8.1 概念补充
8.1.1 共享资源和临界资源
- 共享资源：多个执行流（进程）能够看到的公共资源。
- 临界资源：被保护起来的资源，一次只允许一个执行流访问。
8.1.2 互斥和同步
- 互斥：任何时刻只允许一个执行流访问资源。就像 ATM 机取钱或上厕所关门，不想被别人打扰。
- 同步：让多个进程按顺序执行。一个进程在等待另一个进程完成特定操作。
互斥 + 同步 + 共享资源 = 临界资源（被保护的共享资源）
8.1.3 和程序员有什么关系？
作为开发者，我们需要关注代码如何访问这些资源。举个例子，父子进程都往同一个显示器打印内容时，经常发生输出错乱。这是因为 Linux 下一切皆文件，stdout 是共享资源且未被保护。为了防止错乱，需要通过同步与互斥机制来保护。
8.1.4 临界区
站在程序员视角，访问公共资源的代码段被称为【临界区】，不访问的则是【非临界区】。
进入临界区前加锁，离开时解锁。通过这种方式将临界资源保护起来。
8.1.5 保护访问公共资源的代码
核心逻辑是在临界区前后添加同步原语，确保同一时间只有一个进程能修改共享数据。
8.2 信号量的三个问题
学习信号量可以借鉴'是什么、为什么、怎么办'的思路。
8.2.1 （概念）信号量是什么？
很多教材将其翻译为'信号灯'。
- 定义：用来实现同步和互斥的一种技术。
- 场景：公共资源的整体访问（如 ATM），或局部使用（如电影院座位）。
