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