【Linux】一篇文章搞定 进程间通信 之 共享内存

1. 共享内存原理及图解

共享内存通过页表映射到进程的进程虚拟地址空间的共享区中，进程通过操控共享区的内容，间接操作共享内存中的内容

不同的进程将同一块共享内存映射到自己的共享区中，通过操作各自的共享区，以达到进程间数据交换

2. 共享内存相关函数及命令

2.1 创建共享内存函数

shmget函数

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

功能：开辟一段共享内存，用共享内存标识符key去标识这块内存，并返回共享内存的操作句柄

头文件：

• sys/ipc.h
• sys/shm.h

参数：

• key : 共享内存标识符，相当于共享内存的身份证，唯一标识共享内存区域
• size : 需要开辟的共享内存大小，单位是字节
• shmflg

宏	含义
IPC_CREAT	若共享内存不存在，则创建
IPC_EXCL	与IPC_CREAT一同使用，为了确保共享内存已经存在时，会报告错误

返回值：创建成功返回 共享内存操作句柄 ，创建失败返回 -1

共享内存标识符：用于唯一标识某块共享内存的，进程可以通过共享内存标识符找到这块共享内存

共享内存操作句柄：用于操作这块内存的

代码演示shmget函数

#include <stdio.h>     
#include <unistd.h>    
#include <sys/ipc.h>   
#include <sys/shm.h>   
                       
#define  KEY 0x89898989
                       
int main()             
{
                         
  int shmid = shmget(KEY,1024,IPC_CREAT);
                       
  if(shmid < 0)        
  {
                       
    perror("shmget");  
    return -1;         
  }                    
                       
  printf("shmid : %d\n",shmid);
                                         
  return 0;
}                      

[gongruiyang@localhost Testshm]$ ./shm 
shmid : 425985

2.2 查看共享内存命令

ipcs命令用于查看所有进程间通信（IPC）信息，-m选项是所有信息中过滤出共享内存段的进程间通信信息

ipcs -m

命令演示

[gongruiyang@localhost Testshm]$ ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
key        shmid      owner      权限        字节     nattch   status
0x00000000 262144     gongruiyan 600        524288     2       dest 
0x89898989 425985     gongruiyan 0          1024       0       dest      
0x00000000 393218     gongruiyan 600        524288     2       dest 

• key : 共享内存标识符，若为
• shmid ： 共享内存操作句柄
• owner : 所属用户，谁创建的
• 权限 : 对该共享内存的操作权限
• 字节 ： 共享内存大小
• nattch : 附加的进程数量
• status : 共享内存段的状态，dest表示销毁

上面的程序创建了一个进程标识符为0x89898989的共享内存段，虽然程序已经执行结束，但是共享内存段仍然存在，说明共享内存的生命周期的结束不是跟随程序的，而是跟随内核的

2.3 删除共享内存命令

ipcrm用于删除进程间通信资源，-m代表删除的是共享内存段

ipcrm -m 共享内存操作句柄

命令演示

[gongruiyang@localhost Testshm]$ ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
key        shmid      owner      权限        字节     nattch   status
0x00000000 262144     gongruiyan 600        524288     2       dest 
0x89898989 425985     gongruiyan 0          1024       0       dest      
0x00000000 393218     gongruiyan 600        524288     2       dest 
[gongruiyang@localhost TestPipeCS]$ ipcrm -m 425985
[gongruiyang@localhost TestPipeCS]$ ipcs -m
------------ 共享内存段 --------------
键          shmid       拥有者     权限         字节     nattch      状态      
0x00000000 262144     gongruiyan 600        524288     2          dest      
0x00000000 393218     gongruiyan 600        524288     2          dest

2.4 创建共享内存时赋予读写权限

由上面程序创建出来的共享内存的权限为0可以看出，我们对该共享内存无任何权限，我们可以在创建共享内存的时候对共享内存属性进行修改，增加 权限

int shmid = shmget(KEY,1024,IPC_CREAT | 0664);

2.5 将自定义的共享内存映射到进程虚拟地址的共享区中

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

功能：将指定的共享内存段映射到进程虚拟地址的共享区中的某一块中

头文件：

• sys/types.h
• sys/shm.h

参数：

• shmid : 共享内存操作句柄
• shmaddr : 映射到共享区的哪一块地址，需要映射到哪一块地址就填哪块地址；如果填入NULL就代表想让操作系统替我们选择一个合适的地址，
• shmflg :

宏	含义
SHM_RDONLY	规定当前进程对该共享内存有 只读权限
0	规定当前进程对该共享内存有 读写权限

返回值：返回 映射到的共享区 的地址

程序演示

#include <stdio.h>
#include <unistd.