Linux下基于POSIX标准的共享内存操作示例

来源：互联网发布：淘宝助理不能上传编辑：程序博客网时间：2024/06/17 23:22

对于进程间通信，之前一直是用管道进行实现。比如父子进程间使用pipe，无血缘关系的进程可以使用fifo。从来没有想过使用共享内存，为什么呢？大家还记得这本书吧《Unix环境高级编程》，上面讲解了关于共享内存的操作，说实话，太麻烦了，真的不好用（有好多繁杂的接口，比如shmget, shmat,shmdt,chmctl等）。现在好了，基于POSIX标准的共享内存操作变得及其简单，总共就几个接口可供调用，已经变得像操作普通文件一样简单！

新的标准的接口如下：

POSIX 为创建、映射、同步和取消共享内存段提供五个入口点：

shm_open()：创建共享内存段或连接到现有的已命名内存段。这个系统调用返回一个文件描述符。
shm_unlink()：根据（shm_open() 返回的）文件描述符，删除共享内存段。实际上，这个内存段直到访问它的所有进程都退出时才会删除，这与在 UNIX 中删除文件很相似。但是，调用 shm_unlink() （通常由原来创建共享内存段的进程调用）之后，其他进程就无法访问这个内存段了。
mmap()：把共享内存段映射到进程的内存。这个系统调用需要 shm_open() 返回的文件描述符，它返回指向内存的指针。（在某些情况下，还可以把一般文件或另一个设备的文件描述符映射到内存。对这些操作的讨论超出了本文的范围；具体方法请查阅操作系统的 mmap() 文档。）
munmap()：作用与 mmap() 相反。
msync()：用来让共享内存段与文件系统同步 — 当把文件映射到内存时，这种技术有用。

使用共享内存的过程是，用 shm_open() 创建内存段，用 write() 或 ftruncate() 设置它的大小，用 mmap() 把它映射到进程内存，执行其他参与者需要的操作。当使用完时，原来的进程调用 munmap() 和 shm_unlink()，然后退出。

怎么样？简单吧，就像文件操作一样，打开，映射得到一个指针，对指针操作，然后撤销映射，关闭！

下面给出两段示例代码，以示用来进行无血缘关系的进程间通信

[cpp] view plaincopy
   #include <sys/file.h>  
 6 #include <sys/mman.h>  
 7 #include <fcntl.h>  
 8 #include <sys/stat.h>  
 9 #include <sys/wait.h>  
10 #include "util.h"  
11   
12 void error_and_die(const char *msg) {  
13     perror(msg);  
14     exit(EXIT_FAILURE);  
15 }  
16   
17 int main()  
18 {  
19     int ret;  
20     const size_t region_size = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);  
21     const char *string = "This is a test for share memory!/n";  
22     int fd = shm_open(SHARE_MEMORY, O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0666);  
23     if (-1 == fd)  
24     {  
25         error_and_die("shm_open");  
26     }  
27   
28     ret = ftruncate(fd, region_size);  
29     if (ret)  
30     {  
31         error_and_die("ftruncate");  
32     }  
33   
34     void *ptr = mmap(0, region_size, PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED, fd, 0);  
35     if (ptr == MAP_FAILED)  
36     {  
37         error_and_die("mmap");  
38     }  
39   
40     close(fd);  
41     //*(int *)ptr = 0x55aa;  
42     memcpy(ptr, string, (strlen(string) + 1));  
43   
44     sleep(10);  
45   
46     ret = munmap(ptr, region_size);  
47     if (ret)  
48         error_and_die("munmap");  
49   
50     ret = shm_unlink(SHARE_MEMORY);  
51     if (ret)  
52         error_and_die("shm_unlink");  
53     return 0;  
54   
55   
56 }  

[cpp:nogutter] view plaincopy
1 #include <stdio.h>  
  2 #include <string.h>  
  3 #include <stdlib.h>  
  4 #include <unistd.h>  
  5 #include <sys/file.h>  
  6 #include <sys/mman.h>  
  7 #include <fcntl.h>  
  8 #include <sys/stat.h>  
  9 #include <sys/wait.h>  
 10 #include "util.h"  
 11   
 12 void error_and_die(const char *msg) {  
 13     perror(msg);  
 14     exit(EXIT_FAILURE);  
 15 }  
 16   
 17 int main()  
 18 {  
 19     int ret;  
 20     const size_t region_size = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);  
 21     int fd = shm_open(SHARE_MEMORY, O_CREAT | O_RDWR, 0666);  
 22     if (-1 == fd)  
 23     {  
 24         error_and_die("shm_open");  
 25     }  
 26   
 27     ret = ftruncate(fd, region_size);  
 28     if (ret)  
 29     {  
 30         error_and_die("ftruncate");  
 31     }  
 32   
 33     void *ptr = mmap(0, region_size, PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED, fd, 0);  
 34     if (ptr == MAP_FAILED)  
 35     {  
 36         error_and_die("mmap");  
 37     }  
 38   
 39     close(fd);  
 40   
 41   
 42     printf("%s", (char *)ptr);  
 43     ret = munmap(ptr, region_size);  
 44     if (ret)  
 45         error_and_die("munmap");  
 46   
 47     ret = shm_unlink(SHARE_MEMORY);  
 48     if (ret)  
 49         error_and_die("shm_unlink");  
 50   
 51     return 0;  
 52 }  

代码很简单，唯一注意的地方是，第二个文件中shm_open的时候O_TUNC参数要去掉，否则内存又被截断为0，读不到东西的。