共享内存就是允许多个进程访问同一个内存空间,是在多个进程之间共享和传递数据最高效的方式。操作系统将不同进程之间共享内存安排为同一段物理内存,进程可以将共享内存连接到它们自己的地址空间中,如果某个进程修改了共享内存中的数据,其它的进程读到的数据也将会改变。
共享内存并未提供锁机制,也就是说,在某一个进程对共享内存的进行读写的时候,不会阻止其它的进程对它的读写。如果要对共享内存的读/写加锁,可以使用信号灯。
操作共享内存的库函数
包含在
<sys/ipc.h> ,<sys/shm.h>中
1、shmget库函数
shmget函数用来获取或创建共享内存,声明为:
int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);
参数key是共享内存的键值,是一个整数,typedef unsigned int key_t,是共享内存在系统中的编号,不同共享内存的编号不能相同,key用十六进制表示比较好。
参数size是待创建的共享内存的大小,以字节为单位。
参数shmflg是共享内存的访问权限,与文件的权限一样,0666|IPC_CREAT表示全部用户对它可读写,如果共享内存不存在,就创建一个共享内存。
2、shmat库函数
把共享内存连接到当前进程的地址空间。它的声明如下:
void *shmat(int shm_id,count void *shm_addr,int shmflg);
参数shm_id是由shmget函数返回的共享内存标识。
参数shm_addr指定共享内存连接到当前进程中的地址位置,通常为空,表示让系统来选择共享内存的地址。
参数shm_flg是一组标志位,通常为0。
调用成功时返回一个指向共享内存第一个字节的指针,如果调用失败返回-1.
3、shmdt函数:
该函数用于将共享内存从当前进程中分离,相当于shmat函数的反操作。它的声明如下:
int shmdt (const void *shmadr);
参数shmaddr是shmat函数返回的地址。
调用成功时返回0,失败时返回-1.
4、shmctl库函数
删除共享内存,它的声明如下:
int shmactl(int shm_id,int command,struct shmid_ds *buf);
参数shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符。
参数command填IPC_RMID。
参数buf填0。
shmctl是控制共享内存的函数,功能很多。
注意,用root创建的共享内存,不管创建的权限是什么,普通用户无法删除
测试:
#include"/root/public.h"
int main()
{
int shmid; //创建共享内存标识
shmid=shmget((key_t)0x5005, 1024, 0640|IPC_CREAT);
if(shmid == -1)
{
printf("创建共享内存失败"); return -1;}
char *p=0;
p=(char *)shmat(shmid,0,0);
//操作共享内存
printf("向共享内存写入前:%s\n",p);
sprintf(p,"写入本进程的编号是%d\n",getpid());
printf("向共享内存写入后:%s\n",p);
//分离共享内存
//shmdt(p);
return 0;
}
./30
向共享内存写入前:
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31564
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz zty]# ./30
向共享内存写入前:写入本进程的编号是31564
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31565
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz zty]# ./30
向共享内存写入前:写入本进程的编号是31565
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31566
测试分离共享内存和删除共享内存。
#include"/root/public.h"
int main()
{
int shmid; //创建共享内存标识
shmid=shmget((key_t)0x5005, 1024, 0640|IPC_CREAT);
if(shmid == -1)
{
printf("创建共享内存失败"); return -1;}
char *p=0;
p=(char *)shmat(shmid,0,0);
//操作共享内存
printf("向共享内存写入前:%s\n",p);
sprintf(p,"写入本进程的编号是%d\n",getpid());
printf("向共享内存写入后:%s\n",p);
//分离共享内存
shmdt(p);
sprintf(p,"写入本进程的编号是%d\n",getpid());
return 0;
}
向共享内存写入前:写入本进程的编号是31581
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31596
段错误
出现段错误,证明分离共享内存后,是不能向共享内存里写入东西。
测试删除共享内存
#include"/root/public.h"
int main()
{
int shmid; //创建共享内存标识
shmid=shmget((key_t)0x5005, 1024, 0640|IPC_CREAT);
if(shmid == -1)
{
printf("创建共享内存失败"); return -1;}
char *p=0;
p=(char *)shmat(shmid,0,0);
//操作共享内存
printf("向共享内存写入前:%s\n",p);
sprintf(p,"写入本进程的编号是%d\n",getpid());
printf("向共享内存写入后:%s\n",p);
//分离共享内存
shmdt(p);
shmctl(shmid,IPC_RMID,0); //删除共享内存
return 0;
}
./30
%[6n享内存写入前:写入本进程的编号是31600
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31607
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz zty]# ./30
向共享内存写入前:
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31608
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz zty]# ./30
向共享内存写入前:
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31609
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz zty]# ./30
向共享内存写入前:
向共享内存写入后:写入本进程的编号是31610
可以看出每执行一次程序,都会重新创建新的共享内存,由此证明,每次新建的共享内存都被删除了。
共享内存的操作命令
用ipcs -m可以查看系统的共享内存,内容有键值(key),共享内存编号(shmid),创建者(owner),权限(perms),大小(bytes)。
测试:当我运行缺少删除共享内存代码的程序时
会出现:
ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
键 shmid 拥有者 权限 字节 nattch 状态
0x00005005 262144 root 640 1024 0
这个shimd就是程序中shmget的返回值,即共享内存的标识符,可以打印。如下
#include"/root/public.h"
int main()
{
int shmid; //创建共享内存标识
shmid=shmget((key_t)0x5005, 1024, 0640|IPC_CREAT);
if(shmid == -1)
{
printf("创建共享内存失败"); return -1;}
printf("shimd=%d\n",shmid);
char *p=0;
p=(char *)shmat(shmid,0,0);
//操作共享内存
printf("向共享内存写入前:%s\n",p);
sprintf(p,"写入本进程的编号是%d\n",getpid());
printf("向共享内存写入后:%s\n",p);
//分离共享内存
shmdt(p);
return 0;
}
./30
shimd=262144
向共享内存写入前:写入本进程的编号是31651
向共享内存写入后:写入本进程的编号是3166
ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
键 shmid 拥有者 权限 字节 nattch 状态
0x00005005 262144 root 640 1024 0
用ipcrm -m 共享内存编号,可以手工删除共享内存
共享内存编号就是shmid,也是shmget的返回值
测试:
ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
键 shmid 拥有者 权限 字节 nattch 状态
0x00005005 294912 root 640 1024 0
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz ~]# ipcrm -m 294912
[root@izuf6g6gmwubu9o02mecvyz ~]# ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
键 shmid 拥有者 权限 字节 nattch 状态