学习笔记：Linux下共享内存的方式实现进程间的相互通信
应用举例：
key_t key = ftok(".", 2);//通过ftok函数得到id值存在key中,下面创建共享内存时会用到
shmget() ：
用于创建共享内存
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); //成功返回共享内存的ID,出错返回-1
应用举例：
int shmid = shmget(key, 100, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);
//创建共享内存，成功返回共享内存的ID,出错返回-1,IPC_CREAT | IPC_EXCL则可以创建一个新的，唯一的共享内存，如果共享内存已存在，返回一个错误。
(1)第一个参数key是长整型（唯一非零），系统建立IPC通讯 （ 消息队列、 信号量和 共享内存） 时必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到，由内核变成标识符，要想让两个进程看到同一个信号集，只需设置key值不变就可以。
(2)第二个参数size指定共享内存的大小，它的值一般为一页大小的整数倍（未到一页，操作系统向上对齐到一页，但是用户实际能使用只有自己所申请的大小）。
(3)第三个参数shmflg是一组标志，创建一个新的共享内存，将shmflg 设置了IPC_CREAT标志后，共享内存存在就打开。而IPC_CREAT | IPC_EXCL则可以创建一个新的，唯一的共享内存，如果共享内存已存在，返回一个错误。一般我们会还或上一个文件权限
shmctl()：
用于操作共享内存
int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf); //成功返回0，出错返回-1
(1)第一个参数，shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符。
(2)第二个参数，cmd是要采取的操作，它可以取下面的三个值 ：
-
IPC_STAT：把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值，即用共享内存的当前关联值覆盖shmid_ds的值。
-
IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds结构中给出的值
-
IPC_RMID：删除共享内存段
(3)第三个参数，buf是一个结构指针，它指向共享内存模式和访问权限的结构。 shmid_ds结构至少包括以下成员
struct shmid_ds
{
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
mode_t shm_perm.mode;
};
shmat():
用于创建共享存储段之后，将进程连接到它的地址空间
void *shmat(int shm_id, const void *shm_addr, int shmflg); //成功返回指向共享存储段的指针，出错返回-1
应用举例：
void *pshm = shmat(shmid, 0, 0);//挂接操作，成功返回指向共享存储段的指针，出错返回-1
if (*(int *)pshm == -1) {//查看挂接是否成功如果出错返回-1，报错
printf("shmat error!\n");
exit(0);
}
(1)第一个参数，shm_id是由shmget函数返回的共享内存标识。
(2)第二个参数，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。
(3)第三个参数，shm_flg是一组标志位，通常为0
shmdt():
用于分离操作
int shmdt(const void *shmaddr); //成功返回0，出错返回-1
//addr参数是以前调用shmat时的返回值
二、函数实践
在设计实验中，运用共享内存的四个主要函数shmaget函数，shmat函数，shmdt函数，shmctl函数之后，读出传送数据的文件可以视为服务器read.c，传送数据相当于客户端文件write.c，实现进程之间的相互通信。
write.c程序段(将数据写入共享空间)：
//write.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
struct Msg {
int flag;//0为读，1为写
char content[104];
};
int shmid;
void *pshm;
void Handle(int s) {//监听函数
if (s == 2)
{
shmdt(pshm);
shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);
exit(0);
}
}
int main() {
signal(2, Handle);//按ctrl+c键退出时会处理这个消息，进行共享内存卸载、删除操作,最后exit(0)退出程序
key_t key = ftok(".", 2);//通过ftok函数得到id值存在key中
shmid = shmget(key, 100, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);/*创建共享内存，成功返回共享内存的ID,出错返回-1,IPC_CREAT | IPC_EXCL则可以创建一个新的，唯一的共享内存，如果共享内存已存在，返回一个错误。*/
pshm = shmat(shmid, 0, 0);//挂接操作，成功返回指向共享存储段的指针，出错返回-1
if (*(int *)pshm == -1) {//查看挂接是否成功如果出错返回-1，报错
printf("shmat error!\n");
exit(0);
}
memset(pshm, 0, 100);//初始化
struct Msg *msg = (struct Msg *)pshm;
msg->flag = 1;
while (1) {
if (msg->flag == 1) {//当为1时写消息,此时读文件中不能操作此共享内存
printf("请输入内容至共享内存:");
scanf("%s", msg->content);
msg->flag = 0;//当写消息后flag置为0，让读文件开始执行读操作，此时写文件不能进行写操作
}
else {
sleep(1);
}
}
return 0;
}
read.c程序段(将数据同步从共享空间读出)：
//read.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
struct Msg {
int flag;
char content[104];
};
int main() {
key_t key = ftok(".", 2);
int shmid = shmget(key, 0, 0);//通过ftok函数得到id值存在key中
void *pshm = shmat(shmid, 0, 0);//挂接操作，成功返回指向共享存储段的指针，出错返回-1
if (*(int *)pshm == -1) {//查看挂接是否成功如果出错返回-1，报错
printf("shmat error!\n");
exit(0);
}
struct Msg * msg = (struct Msg *)pshm;
while (1) {
if (msg->flag == 0) {//当为0时读消息,此时写文件中不能操作此共享内存
printf("从共享内存收到 : %s\n", msg->content);
msg->flag = 1;
}
else {
sleep(1);
}
}
return 0;
}
运行结果与分析：
在程序运行中，同时打开两个终端，分别运行write和read程序，便能发现write将内容写入共享内存，而同时read进程自行同步将共享内存中的数据读出，进而实现进程通信 。
设计的这个实验的优点是方便简单，效率非常的高，有着很高的灵活性。但若有多个进程同时读取，可能会出现错误，解决该问题需要有一种进程同步的机制，或者借助其他手段来进行进程间的同步工作，将在接下来的学习中会进一步解决。
三、参考博客与资料
sky_Mata 的 进程间通信方式——共享内存： https://blog.csdn.net/skyroben/article/details/72625028
清清飞扬 的 linux ftok（）函数： https://www.cnblogs.com/joeblackzqq/archive/2011/05/31/2065161.html
