1. 什么是共享內存

共享內存(Shared Memory)，指兩個或多個進程共享一個給定的存儲區。進程可以將同一段共享內存連接到它們自己的地址空間中，所有進程都可以訪問共享內存中的地址，就好像它們是由用C語言函數malloc分配的內存一樣。而如果某個進程向共享內存寫入數據，所做的改動將立即影響到可以訪問同一段共享內存的任何其他進程。

個人理解：在物理內存上有一塊空間，不同的進程通過頁表將其映射到自己的虛擬地址空間，返回一個地址，通過這個地址可以訪問到那一塊內存空間，此內存空間為共享內存；

2. 原理

下圖中紅線表示不同進程將自己的地址空間映射到不同物理內存中，各自進行自己的任務，不同進程之間獨立工作

不同進程通過共享內存進行通信：

在物理內存上開辟一塊空間，稱為共享內存

不同進程將這塊共享內存連接到自己的地址空間

不同進程以各自地址空間的虛擬地址通過頁表找到共享內存，通過向共享內存中寫數據和讀數據實現進程間通信

3. 共享內存的特點

以傳送數據為目的

所有進程間通信中速度最快的一種方式(例：進程一向共享內存傳送數據，進程二能夠立馬看見傳送的數據，少了若干次拷貝)

共享內存生命周期隨內核

共享沒有自帶同步或互斥，由用戶來維護共享內存

信號量+共享內存通常結合在一起使用，信號量用來同步對共享內存的訪問

4. 共享內存的操作

共享內存的創建

#include

#include

//如果共享內存不存在，創建共享內存，如果存在就打開共享內存

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

//返回值：成功返回共享內存的標識符，失敗返回-1

參數：共享內存的關鍵字key

共享內存的標識符，獲取方法和消息隊列 key的方法一致，也可認為key就是共享內存的名字

參數：共享內存的大小size：

由你自己指定，一般指定為4k的倍數(內存4k為一頁)

參數：共享內存的訪問權限shmflg

共享內存的權限，它與文件的訪問權限一樣

IPC_CREAT:創建新的共享內存。

IPC_EXCL:與IPC_CREAT一同使用，表示如果要創建的共享內存已經存在，則返回錯誤。 IPC_NOWAIT:讀寫共享內存要求無法滿足時，不阻塞

0：如果是打開文件，即文件已存在，寫0

共享內存的查看

命令： ipcs -m

共享內存的掛載

#include

#include

//將共享內存鏈接到進程地址空間

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

//返回值：失敗返回NULL,成功返回一個指針，為地址空間的虛擬地址，并且連接數加1(nattch)

參數：共享內存的標識符shmid

shmget的返回值

參數：指定連接進程地址空間的地址shmaddr

共享存儲段連接到調用進程的哪個地址上與addr參數以及在flag中是否指定SHM_RND位有關

如果addr為0，則此段連接到由內核選擇的第一個可用地址上。這是推薦的使用方式。

如果addr非0，并且沒有指定SHM_RND，則此段連接到addr所指定的地址上。

如果addr非0,并且指定了SHM_ RND，則此段連接到(shmaddr -(shmaddr % SHMLBA))所表示的地址上。SHM_RND命令的意思是取整。SHMLBA的意思是低邊界地址倍數，它總是2的乘方。該算式是將地址向下取最近1個SHMLBA的倍數。

注：除非只計劃在一種硬件上運行應用程序(這在當今是不大可能的)，否則不應指定共享段所連接到的地址。所以一般應指定addr為0，以便由內核選擇地址

參數：共享內存的權限shmflg

shmflg = SHM_RDONLY，表示連接操作作用來只讀共享內存

共享內存的卸載

#include

#include

//將共享內存與當前連接進程脫離

int shmdt(const void* shmaddr)

//返回值：成功返回0,失敗返回-1

//參數：由shmat返回的指針

//注意：將共享內存與進程脫離不等于刪除共享內存

共享內存的控制

#include

#include

//shmctl系統調用對shmid標識的共享內存執行cmd操作

//返回值：成功返回0，失敗返回-1

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

參數：共享內存的表示符shmid

shmget的返回值

參數：將要采取的操作cmd

選項 說明

IPC_STAT 把shmid_ds結構中的數據設置為共享內存的當前關聯值

IPC_SET 在進程有足夠權限的前提下，把共享內存的當前關聯值設置為shmid_ds數 據結構中給出的值

IPC_RMID 刪除共享內存

參數：保存共享內存的模式狀態和訪問權限的數據結構buf

共享內存的一些屬性，填NULL

服務端客戶端實例

comm.h

#ifndef __COMM_H__

#define __COMM_H__

#include

#include

#include

#define PATHNAME "."

#define PROJ_ID 0x6666

int createShm(int size);//創建共享內存

int getShm(int size);//獲取共享內存

int destoryShm(int shmid);//銷毀共享內存

#endif

comm.c

#include "comm.h"

static int commShm(int size,int flags)//創建共享內存

{

key_t key = ftok(PATHNAME,PROJ_ID);

if(key < 0){

perror("ftok");

return -1;

}

int shmid = shmget(key, size, flags);

if(shmid < 0){

perror("shmget");

return -2;

}

return shmid;

}

int createShm(int size)

{

return commShm(size, IPC_CREAT | IPC_EXCL);

}

int getShm(int size)//獲取共享內存

{

return commShm(size, IPC_CREAT);

}

int destoryShm(int shmid)//銷毀共享內存

{

if(shmctl(shmid, IPC_RMID,NULL) < 0){

perror("shmctl");

return -3;

}

}

server.c

#include "comm.h"

int main()

{

int shmid = createShm(4096);//創建共享內存

char* addr = (char*)shmat(shmid,NULL,0);//將共享內存進行掛接

int i=0;

while(i++ < 26){

printf("client：%s

總結

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