进程间通信（3）-共享内存

Linux 中的共享内存是一种进程间通信的机制，允许多个进程共享同一块物理内存区域。共享内存是一种高效的 IPC（进程间通信）方式，适用于需要频繁交换数据的情况，因为它不涉及数据的复制，而是直接在内存中进行读写操作。

在 Linux 中，共享内存的使用通常涉及以下几个步骤：

1. 创建共享内存段：使用 shmget 函数创建一个共享内存段，为其指定大小和权限等参数。
2. 将共享内存连接到进程地址空间：使用 shmat 函数将共享内存段连接到当前进程的地址空间中，从而使得进程可以直接访问共享内存中的数据。
3. 进行数据读写操作：在共享内存中进行数据的读写操作，可以通过指针直接访问共享内存中的数据。
4. 分离共享内存：使用 shmdt 函数将共享内存从当前进程的地址空间中分离。
5. 删除共享内存段（可选）：使用 shmctl 函数删除共享内存段，释放资源。

 

共享内存的相关函数：

享内存的相关函数：
shmget(key_t key, size_t size, int shmflg)：创建或获取一个共享内存标识符。
key：共享内存的键值。
size：共享内存的大小。
shmflg：标志位，指定共享内存的权限和行为，比如 IPC_CREAT 表示如果共享内存不存在则创建它。


shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)：将共享内存段连接到进程的地址空间。
shmid：共享内存标识符。
shmaddr：指定要将共享内存连接到进程地址空间的地址，通常设置为 NULL，表示由系统选择合适的地址。
shmflg：连接标志，通常为 0。


shmdt(const void *shmaddr)：将共享内存段从进程的地址空间中分离。
shmaddr：指向共享内存段的指针。


shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf)：控制共享内存的状态。
shmid：共享内存标识符。
cmd：控制命令，比如 IPC_RMID 表示删除共享内存。
buf：指向 shmid_ds 结构的指针，用于获取或设置共享内存的状态信息。

 

写入共享内存shm1.c

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

#define SHM_SIZE 1024  // 共享内存大小
#define SHM_KEY 12345678   // 共享内存键值

int main() {
    int shmid;  // 共享内存标识符

    // 创建共享内存段
    if ((shmid = shmget(SHM_KEY, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666)) < 0) {　　// SHM_KEY可以通过ftok获得，此处直接定义为12345678
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 将共享内存段连接到当前进程的地址空间
    char *shmaddr;
    if ((shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0)) == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 向共享内存写入数据
    strcpy(shmaddr, "Hello, shared memory!");

    // 分离共享内存段
    if (shmdt(shmaddr) == -1) {
        perror("shmdt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

 

读取共享内存shm2.c

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

#define SHM_SIZE 1024  // 共享内存大小
#define SHM_KEY 12345678   // 共享内存键值

int main() {
    int shmid;  // 共享内存标识符

    // 获取共享内存段
    if ((shmid = shmget(SHM_KEY, SHM_SIZE, 0666)) < 0) {　　// SHM_KEY可以通过ftok获得，此处直接定义12345678
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 将共享内存段连接到当前进程的地址空间
    char *shmaddr;
    if ((shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0)) == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 从共享内存读取数据并打印
    printf("Data read from shared memory: %s\n", shmaddr);

    // 分离共享内存段
    if (shmdt(shmaddr) == -1) {
        perror("shmdt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

 

执行结果如下：