共享內(nèi)存是進(jìn)程間通信中最簡(jiǎn)單的方式之一。共享內(nèi)存允許兩個(gè)或更多進(jìn)程訪問(wèn)同一塊內(nèi)存，就如同 malloc() 函數(shù)向不同進(jìn)程返回了指向同一個(gè)物理內(nèi)存區(qū)域的指針。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程改變了這塊地址中的內(nèi)容的時(shí)候，其它進(jìn)程都會(huì)察覺(jué)到這個(gè)更改。
共享內(nèi)存的特點(diǎn)：
1）共享內(nèi)存是進(jìn)程間共享數(shù)據(jù)的一種最快的方法。
一個(gè)進(jìn)程向共享的內(nèi)存區(qū)域?qū)懭肓藬?shù)據(jù)，共享這個(gè)內(nèi)存區(qū)域的所有進(jìn)程就可以立刻看到其中的內(nèi)容。
2）使用共享內(nèi)存要注意的是多個(gè)進(jìn)程之間對(duì)一個(gè)給定存儲(chǔ)區(qū)訪問(wèn)的互斥。
若一個(gè)進(jìn)程正在向共享內(nèi)存區(qū)寫(xiě)數(shù)據(jù)，則在它做完這一步操作前，別的進(jìn)程不應(yīng)當(dāng)去讀、寫(xiě)這些數(shù)據(jù)。
常用函數(shù)
1）創(chuàng)建共享內(nèi)存
所需頭文件：
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>int shmget(key_t key, size_t size,int shmflg);
功能：
創(chuàng)建或打開(kāi)一塊共享內(nèi)存區(qū)。
參數(shù)：
key：進(jìn)程間通信鍵值，ftok() 的返回值。
size：該共享存儲(chǔ)段的長(zhǎng)度(字節(jié))。
shmflg：標(biāo)識(shí)函數(shù)的行為及共享內(nèi)存的權(quán)限，其取值如下：
IPC_CREAT：如果不存在就創(chuàng)建
IPC_EXCL： 如果已經(jīng)存在則返回失敗
位或權(quán)限位：共享內(nèi)存位或權(quán)限位后可以設(shè)置共享內(nèi)存的訪問(wèn)權(quán)限，格式和 open() 函數(shù)的 mode_t 一樣（open() 的使用請(qǐng)點(diǎn)此鏈接），但可執(zhí)行權(quán)限未使用。
返回值：
成功：共享內(nèi)存標(biāo)識(shí)符。
失敗：-1。
示例代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define BUFSZ 1024
int main(int argc, char *argv[])
{
int shmid;
key_t key;
key = ftok("./", 2015);
if(key == -1)
{
perror("ftok");
}
//創(chuàng)建共享內(nèi)存
shmid = shmget(key, BUFSZ, IPC_CREAT|0666);
if(shmid < 0)
{
perror("shmget");
exit(-1);
}
return 0;
}運(yùn)行結(jié)果如下：
2）共享內(nèi)存映射
所需頭文件：
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能：
將一個(gè)共享內(nèi)存段映射到調(diào)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)段中。簡(jiǎn)單來(lái)理解，讓進(jìn)程和共享內(nèi)存建立一種聯(lián)系，讓進(jìn)程某個(gè)指針指向此共享內(nèi)存。
參數(shù)：
shmid：共享內(nèi)存標(biāo)識(shí)符，shmget() 的返回值。
shmaddr：共享內(nèi)存映射地址(若為 NULL 則由系統(tǒng)自動(dòng)指定)，推薦使用 NULL。
shmflg：共享內(nèi)存段的訪問(wèn)權(quán)限和映射條件( 通常為 0 )，具體取值如下：
0：共享內(nèi)存具有可讀可寫(xiě)權(quán)限。
SHM_RDONLY：只讀。
SHM_RND：（shmaddr 非空時(shí)才有效）
返回值：
成功：共享內(nèi)存段映射地址( 相當(dāng)于這個(gè)指針就指向此共享內(nèi)存 )
失敗：-1
3）解除共享內(nèi)存映射
所需頭文件：
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>int shmdt(const void *shmaddr);
功能：
將共享內(nèi)存和當(dāng)前進(jìn)程分離( 僅僅是斷開(kāi)聯(lián)系并不刪除共享內(nèi)存，相當(dāng)于讓之前的指向此共享內(nèi)存的指針，不再指向)。
參數(shù)：
shmaddr：共享內(nèi)存映射地址。
返回值：
成功：0
失敗：-1
4）共享內(nèi)存控制
所需的頭文件：
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能：
共享內(nèi)存屬性的控制。
參數(shù)：
shmid：共享內(nèi)存標(biāo)識(shí)符。
cmd：函數(shù)功能的控制，其取值如下：
IPC_RMID：刪除。(常用 )
IPC_SET：設(shè)置 shmid_ds 參數(shù)，相當(dāng)于把共享內(nèi)存原來(lái)的屬性值替換為 buf 里的屬性值。
IPC_STAT：保存 shmid_ds 參數(shù)，把共享內(nèi)存原來(lái)的屬性值備份到 buf 里。
SHM_LOCK：鎖定共享內(nèi)存段( 超級(jí)用戶 )。
SHM_UNLOCK：解鎖共享內(nèi)存段。
SHM_LOCK 用于鎖定內(nèi)存，禁止內(nèi)存交換。并不代表共享內(nèi)存被鎖定后禁止其它進(jìn)程訪問(wèn)。其真正的意義是：被鎖定的內(nèi)存不允許被交換到虛擬內(nèi)存中。這樣做的優(yōu)勢(shì)在于讓共享內(nèi)存一直處于內(nèi)存中，從而提高程序性能。
buf：shmid_ds 數(shù)據(jù)類(lèi)型的地址(具體類(lèi)型請(qǐng)點(diǎn)此鏈接 )，用來(lái)存放或修改共享內(nèi)存的屬性。
返回值：
成功：0
失敗：-1
實(shí)戰(zhàn)示例
接下來(lái)我們做這么一個(gè)例子：創(chuàng)建兩個(gè)進(jìn)程，在 A 進(jìn)程中創(chuàng)建一個(gè)共享內(nèi)存，并向其寫(xiě)入數(shù)據(jù)，通過(guò) B 進(jìn)程從共享內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。
寫(xiě)端代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define BUFSZ 512
int main(int argc, char *argv[])
{
int shmid;
int ret;
key_t key;
char *shmadd;
//創(chuàng)建key值
key = ftok("../", 2015);
if(key == -1)
{
perror("ftok");
}
//創(chuàng)建共享內(nèi)存
shmid = shmget(key, BUFSZ, IPC_CREAT|0666);
if(shmid < 0)
{
perror("shmget");
exit(-1);
}
//映射
shmadd = shmat(shmid, NULL, 0);
if(shmadd < 0)
{
perror("shmat");
_exit(-1);
}
//拷貝數(shù)據(jù)至共享內(nèi)存區(qū)
printf("copy data to shared-memory\n");
bzero(shmadd, BUFSZ); // 共享內(nèi)存清空
strcpy(shmadd, "how are you, mike\n");
return 0;
}讀端代碼如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#define BUFSZ 512
int main(int argc, char *argv[])
{
int shmid;
int ret;
key_t key;
char *shmadd;
//創(chuàng)建key值
key = ftok("../", 2015);
if(key == -1)
{
perror("ftok");
}
system("ipcs -m"); //查看共享內(nèi)存
//打開(kāi)共享內(nèi)存
shmid = shmget(key, BUFSZ, IPC_CREAT|0666);
if(shmid < 0)
{
perror("shmget");
exit(-1);
}
//映射
shmadd = shmat(shmid, NULL, 0);
if(shmadd < 0)
{
perror("shmat");
exit(-1);
}
//讀共享內(nèi)存區(qū)數(shù)據(jù)
printf("data = [%s]\n", shmadd);
//分離共享內(nèi)存和當(dāng)前進(jìn)程
ret = shmdt(shmadd);
if(ret < 0)
{
perror("shmdt");
exit(1);
}
else
{
printf("deleted shared-memory\n");
}
//刪除共享內(nèi)存
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
system("ipcs -m"); //查看共享內(nèi)存
return 0;
}運(yùn)行結(jié)果如下：
