文章目录
- 一、SharedMemory 共享内存简介
- 二、SharedMemory 基本函数
- 1. `int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);`
- 2. `void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);`
- 3. `int shmdt(const void *shmaddr);`
- 4. `int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);`
- 三、SharedMemory 代码示例
一、SharedMemory 共享内存简介
共享内存是进程间通信中最简单的方式之一，不需要通过系统调用或者其它需要切入内核的过程，同时也避免了对数据的各种不必要的复制
共享内存允许两个或更多进程访问同一块内存，当一个进程改变了内容，其它所有进程都会察觉到
系统内核没有对访问共享内存进行同步，使用者必须提供自己的同步措施，常用方法是使用信号量进行同步
在 Linux 系统中，每个进程的虚拟内存是被分为许多页面的，每个进程都会维护一个从内存地址到虚拟内存页面之间的映射关系。不同的进程可以同时将同一个内存页面映射到自己的地址空间中，从而达到共享内存的目的
分配一个新的共享内存块会创建新的内存页面，只应由一个进程创建新的共享内存块，再次分配已经存在的内存块不会创建新的页面，只会返回标识该内存块的标识符
一个进程如需使用这个共享内存块，则首先需要将它绑定到自己的地址空间，这样会创建一个从进程本身虚拟地址到共享页面的映射关系
当没有进程需要使用这个共享内存块的时候，必须有一个（且只能是一个）进程负责释放这个被共享的内存页面
所有共享内存块的大小都必须是系统页面大小的整数倍，在 Linux 系统中内存页面大小是4KB，可调用 getpagesize 获取这个值
二、SharedMemory 基本函数
1. int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
用于开辟或指向一块共享内存，如果不存在指定的共享区域就创建相应的区域key：共享内存的标识符
如果是父子关系的进程间通信的话，这个标识符用IPC_PRIVATE来代替
如果两个进程没有任何关系，所以就用ftok()算出来一个标识符（或者自己定义一个）使用了size：字节为单位指定需要共享的内存容量shmflg：包含9个比特的权限标志，它是这块内存的模式(mode)以及权限标识，将“模式” 和“权限标识”进行或运算，做为第三个参数，模式可取如下值：IPC_CREAT ：新建（如果已创建则返回目前共享内存的id）IPC_EXCL 与 IPC_CREAT：结合使用，如果已创建则返回错误
返回值：返回获得共享内存区域的 ID
2. void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
将共享内存映射到进程的地址空间中，创建完共享内存时暂时不能被任何进程访问，必须将其映射到一个进程的地址空间中才能访问shmid： 共享内存的ID，即共享内存的标识shmaddr：共享内存连接到进程中的起始地址
如果 shmaddr 为 NULL，内核会把共享内存映射到系统选定的地址空间中
如果 shmaddr 不为 NULL，内核会把共享内存映射到shmaddr指定的位置
我们很少需要控制共享内存连接的地址，通常都是让系统来选择一个地址，否则就会使用程序对硬件的依赖性过高。所以一般设为 NULLshmflg：本进程对该内存的操作模式，可以由两个取值：SHM_RND为读写模式，SHM_RDONLY是只读模式，该参数通常会被设为0
返回值：返回共享内存映射到进程的起始地址( 相当于这个指针就指向此共享内存 )
3. int shmdt(const void *shmaddr);
将共享内存和当前进程分离( 仅仅是断开联系并不删除共享内存，相当于让之前的指向此共享内存的指针不再指向)shmaddr：shmat 返回的地址
4. int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
对这块共享内存进行控制shmid： 共享内存的ID，即共享内存标识cmd ： 控制命令IPC_STAT: 获取共享内存的状态：把共享内存的信息存到 shmid_ds 结构中IPC_SET: 设置共享内存的状态：把 shmid_ds 结构中的值设置为共享内存的信息IPC_RMID: 删除共享内存段buf：一个结构体指针。IPC_STAT 的时候，取得的状态放在这个结构体中。如果要改变共享内存的状态，用这个结构体指定
三、SharedMemory 代码示例
// 写共享内存
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define BUFSZ 1024
int main(int argc, char *argv[])
{
key_t key;
int shmid;
char *shmadd;
key = ftok(".", 128);
shmid = shmget(key, BUFSZ, IPC_CREAT|0666);
shmadd = (char*)shmat(shmid, NULL, 0);
bzero(shmadd, BUFSZ);
strcpy(shmadd, "Hello world");
return 0;
}
// 读共享内存
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define BUFSZ 1024
int main(int argc, char *argv[])
{
key_t key;
int shmid;
char *shmadd;
key = ftok(".", 128);
shmid = shmget(key, BUFSZ, IPC_CREAT|0666);
shmadd = (char*)shmat(shmid, NULL, 0);
printf("data = [%s]\n", shmadd);
shmdt(shmadd);
printf("deleted shared-memory\n");
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
return 0;
}
