进程间通信（四）—共享内存

我会用几篇博客总结一下在Linux中进程之间通信的几种方法，我会把这个开头的摘要部分在这个系列的每篇博客中都打出来

进程之间通信的方式

• 管道
• 消息队列
• 信号
• 信号量
• 共享存储区
• 套接字（socket）

进程间通信（五）—信号传送门：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5656449.html

进程间通信（三）—信号量传送门：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5649792.html

进程间通信（二）—消息队列传送门：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5642575.html

进程间通信（一）—管道传送门：http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5636339.html

这篇主要记录的是共享存储区的相关操作，说是共享存储区，其实就是共享内存，进程拥有的能互相通信存储区也就有内存了吧

为什么用共享存储区进行通信？因为快！管道是文件，操作慢，消息队列创建操作都有消耗所以慢，共享内存是要创建好两个进程都可以直接对这块内存进行操作，互相都是可见的。

为什么用共享存储区编写程序？因为接口简单！操作绝对比消息队列简单好多。

• 创建共享存储区

虽然感觉很简单的事情，但是还是要创建开辟一下，不然每个进程都用自己的地址空间映射到不同的物理地址，哪怕虚拟地址是一样的，也是各自独立的，互相不可见，声明了这个共享存储区之后，才可以往这个公共的区域映射（这样才有用不是么）。

• 函数原型：int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
• 头文件：#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
• 参数解析
  • key参数通过ftok函数的返回值取得，或者传入IPC_PRIVATE由操作系统自动分配
  • size表示你要开辟多大的共享存储空间，PS：分配空间最终会变成分配物理空间，是通过分配整页的方式实现的，Linux系统下一页大小是4KB=4096B，小于4096B则分配一页，size传入4097则分配两页
  • shmflg有IPC_CREAT 和 IPC_EXCL

调用这个函数就可以开辟一个共享存储区了，可以通过ipcs -m查看当前共享存储区状态

第一个键值就是传入的key，shmid标识唯一共享内存段，拥有者权限字节就不多说了额，这个nattch是指当前有多少个进程连接到该共享存储区

nattch：只创建共享存储区是不够的，你需要把它和进程链接，才能让进程的地址空间中的一段地址映射到共享内存段上。

• 共享存储区的连接

这就讲一下用什么函数链接共享存储区，需要注意的是，两个进程都需要链接才可以，创建共享存储区的进程不会自动连接，也需要调用链接函数

• 函数原型：void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
• 头文件：#include <sys/types.h> #include <sys.shm.h>
• 参数解析
  • shmid表示共享存储区的标识
  • 第二个参数表示共享存储区的开始地址，如果不是对内存十分了解建议交给操作系统去做，设置为0
  • shmflg可以设置当前进程的读写权限，SEM_RDONLY之类的，默认0为读写均可，测试程序我给了0

每有一个进程调用这个函数，就会使nattch增加1，返回值因为是个空类型的指针常常需要强制转换

• 共享存储区的链接的断开

链接使用完之后就断开是个好习惯，而且对销毁共享存储空间也好

• 函数原型：int shmdt(const void *shmaddr);
• 头文件：#include <sys/types.h> #include <sys.shm.h>
• 参数解析删除共享存储区
  • 就是要删除的共享存储区的起始地址，因为是空类型的指针，没必要转换，直接给来都能删除

 

 

• 删除共享存储区

最后还是要用到shmctl函数来删除共享存储区

• 函数原型：int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
• 头文件：#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
• 参数解析
  • shmid表示共享存储区的标识
  • cmd给出IPC_RMID表示删除
  • 因为第二个参数设置为IPC_RMID表示删除，第三个参数没用了，第三个参数直接给NULL（0）

 

事已至此，基本操作就说完了，废话少说，show me the code

我的程序分为comm.h（公共头文件）  comm.c（封装基本函数） server.c（简易服务器端） 一共3个文件

功能主要实现了简单的字符串共享？父进程写入，子进程打印，就这么简单

结果图并看不出什么鬼

comm.h

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>


#define _PATH_NAME_ "/tmp"
#define _PROJ_ID_ 0x6666



static int comm_create_ssm(int flags,size_t size);
int create_shm(size_t size);
int get_shm();
char *shm_at(int shm_id);
void destory_shm(int shm_id);
int shm_dt(char *addr);

 

comm.c

#include "comm.h"


static int comm_create_shm(int flags,size_t size)
{
  key_t _key=ftok(_PATH_NAME_,_PROJ_ID_);
  if(_key<0)
  {
    printf("%d:%s",errno,strerror(errno));
  }
  int shm_id;
  if((shm_id=shmget(_key,size,flags))<0)
  {
    printf("shmget error,%d:%s",errno,strerror(errno));
  }
  return shm_id;
}


int create_shm(size_t size)
{
  int flags=IPC_CREAT |IPC_EXCL;
  return comm_create_shm(flags,size);
}

int get_shm()
{
  int flags=IPC_CREAT;
  return comm_create_shm(flags,0);
}

char *shm_at(int shm_id)
{
  return (char *)shmat(shm_id,NULL,0);
}
int shm_dt(char *addr)
{
  return shmdt(addr);
}

void destory_shm(int shm_id)
{
  shmctl(shm_id,IPC_RMID,0);
}

 

server.c

#include "comm.h"



int main()
{
  int pid=fork();
  if(pid>0)
  {
    //father
    int shm_id=create_shm(4096);
    char *buf=shm_at(shm_id);
    int i=0;
    while(i<4096)
    {
      sleep(1);
      buf[i]='A';
      i++;
      buf[i]='\0';
    }
  }
  else
  {
    //child
    int shm_id=get_shm();
    char *buf=shm_at(shm_id);
    while(1)
    {
      sleep(1);
      printf("%s\n",buf);
    }
  }
  return 0;
}