共享内存删除的安全“陷阱”

共享内存就是使多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。其他进程能把同一段共享内存段“连接到”他们自己的地址空间里去。所有进程都能访问共享内存中的地址。如果一个进程向这段共享内存写了数据，所做的改动会即时被有访问同一段共享内存的其他进程看到。共享内存的使用大大降低了在大规模数据处理过程中内存的消耗，但是共享内存的使用中有很多的陷阱，一不注意就很容易导致程序崩溃。

比如，共享内存的删除中就存在陷阱。

1       共享内存脱离进程

当进程结束使用共享内存区时，要通过函数 shmdt 断开与共享内存区的连接，其原型如下

       #include <sys/types.h>

       #include <sys/shm.h>

 

       int shmdt(const void *shmaddr);

其中：

Shmaddr是共享内存的地址，是shmat的返回值。

另外，涉及到一个数据结构，

/* Obsolete, used only forbackwards compatibility and libc5 compiles */

struct shmid_ds {

    struct ipc_perm     shm_perm;   /* operation perms */

    int         shm_segsz;  /* size of segment (bytes) */

    __kernel_time_t     shm_atime;  /* last attach time */

    __kernel_time_t     shm_dtime;  /* last detach time */

    __kernel_time_t     shm_ctime;  /* last change time */

    __kernel_ipc_pid_t  shm_cpid;   /* pid of creator */

    __kernel_ipc_pid_t  shm_lpid;   /* pid of last operator */

    unsigned short       shm_nattch;   /* no. of current attaches */

    unsigned short      shm_unused; /* compatibility */

    void            *shm_unused2;   /* ditto - used by DIPC */

    void            *shm_unused3;   /* unused */

};

进程脱离共享内存区后，数据结构 shmid_ds 中的 shm_nattch 就会减 1 。但是共享段内存依然存在，只有 shm_attch 为 0 后，即没有任何进程再使用该共享内存区，共享内存区才在内核中被删除。一般来说，当一个进程终止时，它所附加的共享内存区都会自动脱离。

 

2       删除共享内存

当进程删除共享内存区时，要通过函数 shmdctl来删除已存在的共享内存，其原型如下

       #include <sys/ipc.h>

       #include <sys/shm.h>

 

       int shmctl(int shmid, int cmd, structshmid_ds *buf);

其中：

Shmid：是由shmget所返回的标记符。

Cmd：是要执行的动作。他可以有三个值，

IPC_STAT，设置shmid_ds结构中的数据反射与共享内存相关联的值。

IPC_SET，如果进程有相应的权限，将与共享内存相关联的值设置为shmid_ds数据结构中所提供的值。

IPC_RMID，删除共享内存段。

Buf：是一个指向包含共享内存模式与权限的结构的指针，删除的时候可以默认为0。

如果共享内存已经与所有访问它的进程断开了连接，则调用IPC_RMID子命令后，系统将立即删除共享内存的标识符，并删除该共享内存区，以及所有相关的数据结构；

如果仍有别的进程与该共享内存保持连接，则调用IPC_RMID子命令后，该共享内存并不会被立即从系统中删除，而是被设置为IPC_PRIVATE状态，并被标记为"已被删除"（使用ipcs命令可以看到dest字段）；直到已有连接全部断开，该共享内存才会最终从系统中消失。

另外：一旦通过shmctl对共享内存进行了删除操作，则该共享内存将不能再接受任何新的连接，即使它依然存在于系统中！所以，可以确知，在对共享内存删除之后不可能再有新的连接，则执行删除操作是安全的；否则，在删除操作之后如仍有新的连接发生，则这些连接都将可能失败！