最快的进程间通信方式你get了么

　　前言：天下武功为快不破！在信息爆炸、快速发展的新时代...,扯远了...。进程间通信方式有很多，但最快的方式你知道么？由我娓娓道来...

　　一、共享内存方式

　　主角闪亮登场了，噔噔瞪...，最快的方式就是共享内存了。实现共享内存的方式主要有两种：

1. 存储映射I/O　mmap函数实现
2. shmget函数

　　 感觉学两个以上相同的知识时，就会学他们的区别，我也会避免不了进入俗套，也要简单来说它们的区别：

　　

　注：此图引自《unix环境高级编程》　

　　看到图片中“主要区别”四个大字了么？别告诉我：你近视看不到，打死你个龟孙！开玩笑啦，哈哈哈！只希望在学习知识时，不要感觉太乏味哦。在下文介绍完两种方式之后，你就会不明白它们的区别了。

　　二、mmap函数实现共享内存

　　1、存储映射I/O

　　 先来画个见图来介绍一下实现原理，如下图：　　PS：依旧是全博客园最丑图，不接受反驳！！！

　　

　　mmap函数主要作用就是将磁盘文件映射到内存中，并返回这段内存的首地址，并可以将这块内存来当做“数组”来处理。要对这个图有一个模型（虽然是全博客园最丑图），对接下来的讲解有一定帮助。

　　2、mmap函数及相关函数

　　原型：void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);

　　返回：成功：返回创建的映射区首地址；失败：MAP_FAILED宏，注意错误跟普通的不一样！

　　参数说明：    

         addr:       建立映射区的首地址，由Linux内核指定。使用时，直接传递NULL

         length： 欲创建映射区的大小

         prot：      映射区权限PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE

         flags：     标志位参数(常用于设定更新物理区域、设置共享、创建匿名映射区)

                          MAP_SHARED:  会将映射区所做的操作反映到物理设备（磁盘）上。

                          MAP_PRIVATE: 映射区所做的修改不会反映到物理设备。

         fd：         用来建立映射区的文件描述符

         offset： 映射文件的偏移(4k的整数倍)

 　　3、munmap函数

　　原型：int munmap(void *addr, size_t length); 成功：0； 失败：-1

　　功能：同malloc函数申请内存空间类似的，mmap建立的映射区在使用结束后也应调用类似free的函数来释放。

　　4、父子进程用mmap示例程序

　　程序主要用共享内存进行通信，如下：

　　

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>

int var = 100;

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;

    int fd;
    fd = open("temp", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);
    if(fd < 0){
        perror("open error");
        exit(1);
    }
    unlink("temp");                //删除临时文件目录项,使之具备被释放条件.
    ftruncate(fd, 4);

    //p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if(p == MAP_FAILED){        //注意:不是p == NULL
        perror("mmap error");
        exit(1);
    }
    close(fd);                    //映射区建立完毕,即可关闭文件

    pid = fork();                //创建子进程
    if(pid == 0){
        *p = 2000;
        var = 1000;
        printf("child, *p = %d, var = %d\n", *p, var);
    } else {
        sleep(1);
        printf("parent, *p = %d, var = %d\n", *p, var);
        wait(NULL);

        int ret = munmap(p, 4);                //释放映射区
        if (ret == -1) {
            perror("munmap error");
            exit(1);
        }
    }

    return 0;
}

 

 

 

　　三、匿名映射

　　1、说明

通过使用我们发现，使用映射区来完成文件读写操作十分方便，父子进程间通信也较容易。但缺陷是，每次创建映射区一定要依赖一个文件才能实现。通常为了建立映射区要open一个temp文件，创建好了再unlink、close掉，比较麻烦。 可以直接使用匿名映射来代替。其实Linux系统给我们提供了创建匿名映射区的方法，无需依赖一个文件即可创建映射区。同样需要借助标志位参数flags来指定。

　　使用MAP_ANONYMOUS (或MAP_ANON)， 如:

　　int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);

   　 "4"随意举例，该位置表大小，可依实际需要填写。

  　　需注意的是，MAP_ANONYMOUS和MAP_ANON这两个宏是Linux操作系统特有的宏。在类Unix系统中如无该宏定义，可使用如下两步来完成匿名映射区的建立。

　　① fd = open("/dev/zero", O_RDWR);

　　② p = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MMAP_SHARED, fd, 0);

　　2、用"/dev/sero"示例匿名映射

　　程序如下：

　　

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;
    
    int fd;
    fd = open("/dev/zero", O_RDWR);

    p = mmap(NULL, 400, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);

    if(p == MAP_FAILED){        //注意:不是p == NULL
        perror("mmap error");
        exit(1);
    }

    pid = fork();                //创建子进程
    if(pid == 0){
        *p = 2000;
        printf("child, *p = %d\n", *p);
    } else {
        sleep(1);
        printf("parent, *p = %d\n", *p);
    }

    munmap(p, 4);                //释放映射区

    return 0;
}

 

　　

　　总结：shmget函数会在另一篇博客介绍，欢迎评论交流