LinuxIPC通信之内存共享（C实现）

最新推荐文章于 2025-07-14 10:30:00 发布

原创最新推荐文章于 2025-07-14 10:30:00 发布 · 897 阅读

4 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#LinuxIPC共享内存 #LinuxShareMemory #LinuxC语言共享内存

LinuxIPC通信专栏收录该内容

9 篇文章

订阅专栏

本文深入解析共享内存作为进程间通信（IPC）的高效方式，详细介绍了shmget、shmat、shmdt和shmctl等核心函数的使用方法，以及如何通过共享内存实现进程间的数据传输。

共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

C：

相关函数：

shmget函数：用于开辟或指向一块共享内存，返回获得共享内存区域的ID，如果不存在指定的共享区域就创建相应的区域。
keyt key：共享内存的标识符。如果是父子关系的进程间通信的话，这个标识符用IPC_PRIVATE来代替。
如果两个进程没有任何关系，所以就用ftok()算出来一个标识符（或者自己定义一个）使用了。
int size：以字节为单位指定需要共享的内存容量。
int flag：包含9个比特的权限标志，它是这块内存的模式(mode)以及权限标识。
模式可取如下值：
IPC_CREAT 新建（如果已创建则返回目前共享内存的id）
IPC_EXCL 与 IPC_CREAT结合使用，如果已创建则返回错误
将“模式” 和“权限标识”进行或运算，做为第三个参数。如：IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0640
其中0640为权限标识,4/2/1 分别表示读/写/执行3种权限，第一个0是UID,第一个6（4+2）表示拥
有者的权限，第二个4表示同组权限，第3个0表示他人的权限。
函数调用成功时返回共享内存的ID，失败时返回-1。
注：创建共享内存时，shmflg参数至少需要 IPC_CREAT | 权限标识，如果只有IPC_CREAT 则申请的地址都是
k=0xffffffff，不能使用；

shmat函数：用来允许本进程访问一块共享内存的函数。
第一次创建共享内存时，它不能任何进程访问，要想启用对该共享内存的访问，必须将其连接到一个进程的地址空间中。
shmat函数就是用来完成此工作的。
int shmid ：共享内存的ID，即共享内存的标识。
char *shmaddr：共享内存连接到进程中的起始地址，如果shmaddr为NULL，内核会把共享内存映射到系统选定的地
址空间中；如果shmaddr不为NULL，内核会把共享内存映射到shmaddr指定的位置。
注：一般情况下我们很少需要控制共享内存连接的地址，通常都是让系统来选择一个地址，否则就会使应
用程序对硬件的依赖性过高。所以一般把shmaddr设为NULL。
int shmflag ：本进程对该内存的操作模式，可以由两个取值：SHM_RND和SHM_RDONLY。SHM_RND为读写模式，
SHM_RDONLY是只读模式。需要注意的是，共享内存的读写权限由它的属主、它的访问权限和当
前进程的属主共同决定。如果当shmflg & SM_RDONLY为true时，即使该共享内存的访问权限允许写操
作，它也不能被写入。该参数通常会被设为0。
函数调用成功时，返回共享内存的起始地址，失败时返回-1。

shmdt函数：用于函数删除本进程对这块内存的使用。
shmdt()与shmat()相反，是用来禁止本进程访问一块共享内存的函数。
char *shmaddr 是那块共享内存的起始地址。
函数调用成功时返回0，失败时返回-1。

shmctl函数：控制对这块共享内存的使用。
int shmid：共享内存的ID，即共享内存标识。
int cmd ：控制命令，表示要采取的动作，可取值如下：
IPC_STAT 得到共享内存的状态：把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值
IPC_SET 改变共享内存的状态：把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds结构中给出的值
IPC_RMID 删除共享内存段
shmid_ds结构至少包含以下成员：
struct shmid_ds {
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
uid_t shm_perm.mode;
}
struct shmid_ds *buf：一个结构体指针。IPC_STAT的时候，取得的状态放在这个结构体中。
如果要改变共享内存的状态，用这个结构体指定。
函数调用成功时返回0，失败时返回-1

实现内存共享传输数据

先运行，然后输入

#include <signal.h>
#include "headfile.h"

int shmid;

void rmid(int sig)
{
    //delete the share memory
    shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
}

int main(int argc,char **argv)
{
    //register the signal
    signal(SIGINT,rmid);
    //get the key
    key_t key = ftok(PROJ_PATH,PROJ_ID);
    //create the share memory
    shmid = shmget(key,SHMSIZE,IPC_CREAT|0666);

    //map the share memory and return the address
    char *p = shmat(shmid,NULL,0);
    bzero(p,SHMSIZE);

    pid_t pid = getpid();
    memcpy(p,&pid,sizeof(pid_t));

    fgets(p+sizeof(pid_t),SHMSIZE,stdin);

    pause();
    
    return 0;
}

再运行

#include "headfile.h"

int main(int argc , char **argv)
{
    //get the key
    key_t key = ftok(PROJ_PATH,PROJ_ID);
    //create the shared memory
    int shmid = shmget(key,SHMSIZE,0666);

    //map the share memory and return the address
    char *p = shmat(shmid,NULL,0);
    printf("From SHM: %s",p+sizeof(pid_t));

    //send the SIGINT signal 
    kill(*((pid_t *)p),SIGINT);
    printf("send the SIGINT\n");
    //detach the share memory in process
    shmdt(p);
    printf("detach the share memory\n");
    return 0;
}