一、共享内存的概念
共享内存(Shared Memory)就是允许多个进程访问同一个内存空间,是在多个进程之间共享和传递数据最高效的方式。操作系统将不同进程之间共享内存安排为同一段物理内存,进程可以将共享内存连接到它们自己的地址空间中,如果某个进程修改了共享内存中的数据,其它的进程读到的数据也将会改变。
共享内存并未提供锁机制,也就是说,在某一个进程对共享内存的进行读写的时候,不会阻止其它的进程对它的读写。如果要对共享内存的读/写加锁,可以使用信号量。
二、相关函数
Linux中提供了一组函数用于操作共享内存,程序中需要包含以下头文件:
#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>
shmget函数
shmget函数用来获取或创建共享内存,它的声明为:
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
参数key是共享内存的键值,是一个整数,typedef unsigned int key_t,是共享内存在系统中的编号,不同共享内存的编号不能相同,这一点由程序员保证。key用十六进制表示比较好。
参数size是待创建的共享内存的大小,以字节为单位。
参数shmflg是共享内存的访问权限,与文件的权限一样,0666|IPC_CREAT表示全部用户对它可读写,如果共享内存不存在,就创建一个共享内存。
shmat函数
把共享内存连接到当前进程的地址空间。它的声明如下:
void *shmat(int shm_id, const void *shm_addr, int shmflg);
参数shm_id是由shmget函数返回的共享内存标识。
参数shm_addr指定共享内存连接到当前进程中的地址位置,通常为空,表示让系统来选择共享内存的地址。
参数shm_flg是一组标志位,通常为0。
调用成功时返回一个指向共享内存第一个字节的指针,如果调用失败返回-1.
shmdt函数
该函数用于将共享内存从当前进程中分离,相当于shmat函数的反操作。它的声明如下:
int shmdt(const void *shmaddr);
参数shmaddr是shmat函数返回的地址。
调用成功时返回0,失败时返回-1.
shmctl函数
删除共享内存,它的声明如下:
int shmctl(int shm_id, int command, struct shmid_ds *buf);
参数shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符。
参数command填IPC_RMID。
参数buf填0。
解释一下,shmctl是控制共享内存的函数,其功能不只是删除共享内容,但其它的功能没什么用,所以不介绍了。
注意,用root创建的共享内存,不管创建的权限是什么,普通用户无法删除。
三、示例程序
共享内存写端:
#define BUFSZ 512int main(int argc, char* argv[]){int shmid;int ret;key_t key;char* shmadd;//创建key值key = ftok("/", );if (key == -1){perror("ftok");}//创建共享内存shmid = shmget((key_t)key, BUFSZ, IPC_CREAT | 0666);if (shmid < 0){perror("shmget");exit(-1);}//映射shmadd = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);if (shmadd < 0){perror("shmat");_exit(-1);}//拷贝数据至共享内存区printf("copy data to shared-memory\n");bzero(shmadd, BUFSZ); // 共享内存清空strcpy(shmadd, "hello world\n");//memcpy(shmadd, "hello world\n", strlen("hello world\n"));system("ipcs -m"); //查看共享内存return 0;}
共享内存读端:
#define BUFSZ 512int main(int argc, char* argv[]){int shmid;int ret;key_t key;char* shmadd;//创建key值key = ftok("/", );if (key == -1){perror("ftok");}system("ipcs -m"); //查看共享内存//打开共享内存shmid = shmget((key_t)key, BUFSZ, IPC_CREAT | 0666);if (shmid < 0){perror("shmget");exit(-1);}//映射shmadd = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);if (shmadd < 0){perror("shmat");exit(-1);}//读共享内存区数据printf("data = [%s]\n", shmadd);//分离共享内存和当前进程ret = shmdt(shmadd);if (ret < 0){perror("shmdt");exit(1);}else{printf("deleted shared-memory\n");}//删除共享内存shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);system("ipcs -m"); //查看共享内存return 0;}
运行结果: