共享内存

共享内存

什么是共享内存？

共享内存就是不同进程间可以直接进行通信的一块区域。

怎么使用共享内存？

主要在不同进程间对内存段进行映射实现内存共享。这个方式也是IPC（进程间通信）最快的。

在创建共享内存之前，需要通过一个key唯一标识这个共享内存。该key可以根据文件系统上的一个文件的inode随机生成。除此以外，还需要指定一个size。通过下面的函数来创建共享内存

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1	int shmget(key_t key, size_t size, int shmflag);

　　

创建好共享内存后，需要将该共享内存映射到进程的虚拟地址空间中。

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1	void *shmat(int  shm_id, const  void *addr, int shmflg);

　　

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shm_id就是创建的共享内存的id，addr就是指定映射在某个地方。如果不指定，内核会自动选择一个地址，作为返回值返回。当共享内存使用完毕后，可以通过shmdt解除它到虚拟内存的映射。

 

信号量

谈到了共享内存，不可避免地会谈到信号量。通过信号量的使用，才能正确的，安全地操作共享内存。在Linux中，信号量是通过集合的形式存在的，同样需要一个key来唯一标识这个信号量集合。这个key同样可以根据文件系统上的一个文件的inode随机生成。

通过以下方式创建信号量集合：

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1	int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

　　

key就是标识符号，nsems表示有几个信号量，

 

总结一下。共享内存和信号量的配合机制，如下图所示：无论是共享内存还是信号量，创建与初始化都遵循同样流程，通过 ftok 得到 key，通过 xxxget 创建对象并生成 id；

生产者和消费者都通过 shmat 将共享内存映射到各自的内存空间，在不同的进程里面映射的位置不同；

为了访问共享内存，需要信号量进行保护，信号量需要通过 semctl 初始化为某个值；

接下来生产者和消费者要通过 semop(-1) 来竞争信号量，如果生产者抢到信号量则写入，然后通过 semop(+1) 释放信号量，如果消费者抢到信号量则读出，然后通过 semop(+1) 释放信号量；共享内存使用完毕，可以通过 shmdt 来解除映射。