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进程间通信(IPC)之共享内存
IPC的方式通常有管道(包括无名管道和命名管道)、消息队列、信号量、共享存储、Socket、Streams等,其中Socket和Streams支持不同主机上的两个进程IPC。
三、共享内存
1、共享内存的定义
由于进程通信的本质是要让两个不同的进程看到同一份资源,我们可以在物理内存上开辟一块空间,这块空间被称为共享内存,然后让这两个进程通过某种方式都能访问到这块内存,这样的话,两个进程之间就可以通信了。
注意:共享内存操作默认不阻塞,如果多个进程同时读写共享内存,可能出现数据混乱,共享内存需要借助其他机制来保证进程间的数据同步,比如:信号量,共享内存内部没有提供这种机制。
2、创建共享内存思路
1、创建/打开共享内存
2、映射共享内存
3、往共享内存中写入数据
4、释放共享内存空间
5、删除共享内存
共享内存相关的API
1、shmget:创建或打开一块共享内存区
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
key_t key: IPC键值
size_t size: 共享内存的大小
int shmflg: 共享内存的权限,如:IPC_CREAT|0666
IPC_CREAT:如果不存在就创建
IPC_EXCL:如果已经存在则返回失败
返回值:成功:返回共享内存标识符,失败:返回-1
2、shmat:建立进程的虚拟内存和物理内存的映射
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmid: 共享内存标识符
const void *shmaddr: 共享内存映射地址,默认写0
int shmflg: 共享内存具有可读可写权限,默认写0
返回值:成功:返回共享内存段映射地址,失败:-1
3、shmdt: 解除共享映射区
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
int shmdt(const void *shmaddr);
const void *shmaddr:共享内存映射地址
返回值:成功0,失败-1
4、shmctl:删除共享内存
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
int shmid: 共享内存标识符
int cmd: 一个指令,一般写删除指令:IPC_RMID
struct shmid_ds *buf: 一个buf,一般写0
(1)将消息写入到共享内存中
#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(){
char *shmaddr;
key_t key;
key = ftok(".",1); //获取key值
int shmid = shmget(key,1024*4,IPC_CREAT|0666); //创建一个共享内存
if(shmid == -1){
printf("create shmget fail\n");
exit(-1);
}
shmaddr = shmat(shmid,0,0); //进行共享内存映射
printf("shmat ok\n");
strcpy(shmaddr,"my name is Tom"); //往共享内存里写数据
sleep(5);
shmdt(shmaddr); //解除共享内存限制
shmctl(shmid,IPC_RMID,0); //删除共享内存
printf("quit\n");
return 0;
}
(2)从共享内存中读取消息
#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(){
char *shmaddr;
key_t key;
key = ftok(".",1); //获取key值
int shmid = shmget(key,1024*4,0); //创建共享内存
if(shmid == -1){
printf("create shmget fail\n");
exit(-1);
}
shmaddr = shmat(shmid,0,0); //进行共享内存映射
printf("shmat ok\n");
printf("data:%s\n",shmaddr);
shmdt(shmaddr); //解除共享内存限制
printf("quit\n");
return 0;
}
执行结果:

查看共享内存:ipcs -m

删除共享内存:ipcrm -m 98304

本文介绍了Linux系统中进程间通信的共享内存方式,包括shmget、shmat、shmdt和shmctl等API的使用,以及如何将消息写入和读取共享内存。在共享内存通信中,需要注意数据同步问题,通常需要配合信号量来避免数据混乱。
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