共享内存

最新推荐文章于 2025-10-14 21:03:06 发布

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本文深入探讨了进程间通信（IPC）中共享内存的概念、编程步骤及优缺点。通过具体的函数原型和测试代码示例，详细讲解了如何利用ftok()、shmget()、shmat()、shmdt()和shmctl()等函数实现共享内存的创建、映射、使用和删除。同时，文章指出共享内存是IPC中最高效的通信方式，但也存在数据覆盖的问题。

三、IPC结构：共享内存

每个进程内存独立的，无法直接访问。共享内存就是内核管理一段进程(物理内存)，这段物理内存允许每个进程进行映射。

编程步骤：

系统创建、或获取共享内存（拿到物理内存）1. ftok（） $\rightarrow$ key 2. shmget（） $\rightarrow$ 创建/获取共享内存，返回ID。
挂接共享内存（映射）shmat（）
使用共享内存
脱接共享内存（解除映射）shmdt（）
如果共享内存不再使用，可以删除。shmctl（）

共享内存的优缺点：

优点：速度最快的IPC,高效率
缺点：如果有多个进程写数据，将会产生覆盖问题，导致数据的错误和不完整。

1. 函数原型：

#include <sys/ipc.h>
key_t ftok( const char *path, int id)

int shmget(key_t key,size_t size, int shmflg);

第一个参数key：为共享内存段命名，有一个特殊的键值IPC_PRIVATE，用于创建一个只属于创建进程的共享内存
第二个参数size：是共享内存的大小（字节数）
第三个参数shmflg：包含9个比特的权限标志，作用同文件操作是的mode标志位相同
返回值：函数执行成功返回一个非负整数，即内存标识符，失败时返回-1.

1. 测试代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int main()
{
    key_t key = ftok(".", 100); //生成key
    if (key == -1) {
        perror("ftok");
        exit(-1);
    }
    int shmid = shmget(key, 4, 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL);  //创建shm
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget");
        exit(-1);
    }
    void *p = shmat(shmid, 0, 0); //挂接共享内存
    int *pi = p;
    *pi = 1000;
    int ret = shmdt(p);  //脱接共享内存
    if (ret == -1) {
        perror("shmdt");
        exit(-1);
    }
    printf("all ok\n");
}

输出结果：

b. 测试代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int main()
{
    key_t key = ftok(".", 100); //生成key
    if (key == -1) {
        perror("ftok");
        exit(-1);
    }
    int shmid = shmget(key, 0, 0);  //创建shm
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget");
        exit(-1);
    }
    void *p = shmat(shmid, 0, 0); //挂接共享内存
    int *pi = p;
    printf("*pi = %d\n", *pi);
    int ret = shmdt(p);  //脱接共享内存
    if (ret == -1) {
        perror("shmdt");
        exit(-1);
    }    
}

输出结果：