（十四）共享内存（转）

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原文地址：https://blog.youkuaiyun.com/qq_27312943/article/details/79070621

共享内存概念

共享内存是IPC机制中的一种，它允许两个不相关的进程访问同一段内存，这是传递数据的一种非常有效地方式。

共享存储区(Shared Memory)机制是 UNIX 系统中通信速度最高的一种通信机制。

该机制一方面可使若干进程共享主存中的某个区域，且使该区域出现在多个进程的虚地址空间中。

另一方面，在一个进程的虚地址空间中又可连接多个共享存储区，每个共享存储区都有自己的名字。

当进程间欲利用共享存储区进行通信时，须首先在主存中建立一个共享存储区，然后将该区附接到自己的虚地址空间上。

此后，进程之间便可通过对共享存储区中数据的读和写来实现直接通信。

图 10-7 中示出了两个进程通过共享一个存储区进行通信的例子。

其中，进程 A 将建立的共享存储区附到自己的 AA′区域，进程 B 则将它附接到自己的 BB' 区域。

函数学习

映射共享内存-shmat

函数原型

void *shmat(int shmid , const void *shmaddr,int shmflg);

函数功能

把shmid指定的共享内存映射到进程的地址空间里

所属头文件

<sys/types.h>、<sys/shm.h>

返回值

成功：返回映射到进程空间之后的内存地址。 失败：返回-1

参数说明

Shmid:指明要映射的共享内存的描述符，

Shmaddr:指定映射之后的地址。通常把它设置为NULL，表明让Linux系统自动的选择映射地址。

Shmflg:标志

创建/获取共享内存-shmget

函数原型

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

函数功能

创建或者获取共享内存，并返回其描述符

所属头文件

<sys/ipc.h> <sys/shm.h>

返回值

成功：返回创建或获取到的共享内存的描述符 失败：-1

参数说明

key： 共享内存的键值 
size：共享内存的大小
flg： 打开标志，如果使用了IPC_CREAT，则会新创建一块共享内存

脱离共享内存-shmdt

函数原型

void *shmdt(const void *shmaddr)

函数功能

从进程地址空间中断掉与共享内存的联系

所属头文件

<sys/types.h> <sys/shm.h>

返回值

成功：0  失败：-1

参数说明

要断开的共享内存的映射地址

删除共享内存-shmctl

函数原型

int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf)

函数功能

控制共享内存

所属头文件

<sys/ipc.h> <sys/shm.h>

返回值

成功：根据不同地操作返回不同的值 失败：-1

参数说明

shmid：要控制的共享内存的id
cmd：决定要执行什么样的控制操作，如IPC_RMID表示删除
buf：获取linux中描述共享内存的struct_ds结构，基本上不使用

共享内存进行进程间通信

write.c

#include <sys/types.h>  
#include <sys/shm.h>  
#include <sys/ipc.h>  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
 
#define TEXT_SZ 2048
 
struct shared_use_st  
{  
    int writen_by_you;   //读写标志位
    char some_text[TEXT_SZ];  
};  
  
 
int main()
{
    int shmid; //共享内存的描述符
    struct shared_use_st *shard_buff; 
    char buffer[TEXT_SZ]; //存放用户输入的数据
    int running=1;
    
    //1创建共享内存
    /*
    shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);
    key 共享内存的键值
    size 共享内存的大小
    shmflg 打开标志，如果使用了IPC_CREAT，表示如果共享内存不存在，就创建新的共享内存
    */
    shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(struct shared_use_st),IPC_CREAT);
    if(shmid==-1)
    {
        /*创建共享内存失败*/
        printf("creat share memory fail!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);	
    }
    
    //2映射共享内存
    /*
    shmat(int shmid,const void *shmaddr,int shmflg)
    shmid 要映射的共享内存的描述符
    shmaddr 指定映射后的地址，一般取NULL，表明让系统自动选择映射地址,
            也可以自己指定内存地址。
    shmflg  打开标志
    返回值：成功：返回映射到进程空间后的内存地址
            失败：-1
    */
    //放入共享内存的是一个结构体，所以返回的类型也强制转化为指向结构体的指针
    shard_buff=(struct shared_use_st *)shmat(shmid,NULL,0);
    
    
    
    //3循环
    while(running==1)
    {
    	
    	//writen_by_you=1标志现在共享内存中的数据还没有被读走，等待
    	while(shard_buff->writen_by_you == 1) 
        {  
            sleep(1);  
            printf("wait read process\n");  
        } 
        
         
   	//获取用户输入
   	fgets(buffer,TEXT_SZ,stdin);
   	//将用户输入写入共享内存
   	/*
   	函数原型：char *strncpy(char *dest,char *src,size_t n)
   	函数功能：复制字符串src中的内容（字符，数字、汉字....）到字符串dest中，
   	          复制多少由size_t n的值决定
   	返回值：  指向dest的指针
   	*/
   	strncpy(shard_buff->some_text,
   	        buffer,
   	        TEXT_SZ);  
   	shard_buff->writen_by_you = 1;  
   	
   	
   	/*
   	
   	*/
   	if(strncmp(buffer,"end",3)==0)  
        {  
            running = 0;  
        }  
    }
    	
    //4脱离共享内存
    /*
     void *shmdt(const void *shmaddr)
     函数功能：从进程地址空间中断掉与共享内存的联系
     参数：shmaddr 要断开的共享内存的映射地址
     */
     shmdt((const void *)shard_buff);
}

read.c

#include <sys/types.h>  
#include <sys/shm.h>  
#include <sys/ipc.h>  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
 
#define TEXT_SZ 2048
 
struct shared_use_st  
{  
    int writen_by_you;   //读写标志位
    char some_text[TEXT_SZ];  
};
 
 
void main()
{
	
    int shmid; //共享内存的描述符
    struct shared_use_st *shard_buff; 
    char buffer[TEXT_SZ]; //存放用户输入的数据
    int running=1;
    //1创建/获取共享内存---实际上write进程已经完成，read进程主要负责获取共享内存
    shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(struct shared_use_st),IPC_CREAT);
    //2映射共享内存
    shard_buff=(struct shared_use_st *)shmat(shmid,NULL,0);
    shard_buff->writen_by_you=0;
    //3循环
    while(running)
    {
    	if(shard_buff->writen_by_you==1)
    	{
            //打印共享内存	
            printf("write progess is %s\n",shard_buff->some_text);
            shard_buff->writen_by_you=0;
            
            
            if(strncmp(shard_buff->some_text,"end",3)==0)  
            {  
                running = 0;  
            }  
        }
        
    }
    //4脱离共享内存
    shmdt((const void *)shard_buff);
    //5删除共享内存
    /*
    函数原型：int shmctl(int shmid,
                         int cmd,
                         struct shmid_ds *buf)
    参数说明：
    shmid：要控制的共享内存的id
    cmd：决定要执行什么样的控制操作，如IPC_RMID表示删除
    buf：获取linux中描述共享内存的struct_ds结构，基本上不使用
    */
    shmctl(shmid,IPC_RMID,0);	
}