Linux进程间通信共享内存

进程可以直接读写内存，不需要任何数据的复制。为了在多个进程间交换
信息，内核专门留出一块内存区，内存区可以由需要访问的进程将其映射
到自己的私有地址空间，进程直接读写这一内存区，而不需要进行数据
的复制，提高了效率。由于多个进程共享内存，需要依靠同步机制如
互斥锁和信号量。

共享内存的实现分为三个步骤：

1. 创建共享内存，shmget()
shmget(创建或打开共享内存)
表头文件 #include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
函数定义   int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
函数说明 key:IPC_PRIVATE或ftok的返回值,标识的ID
       size:共享内存区大小。shmflg:同 open函数的权限位，也可以用8进制表示法
返回值：成功返回内存标识符，错误返回-1
#define IPC_CREAT01000/* Create key if key does not exist. */
#define IPC_EXCL02000/* Fail if key exists.  */
#define IPC_NOWAIT04000/* Return error on wait.  */
2. 映射共享内存，把创建的共享内存映射到具体的进程空间，shmat()
shmat(映射共享内存)
表头文件 #include <sys/types.h>
      #include <sys/shm.h>
函数定义 void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);


函数说明 shmid:要映射的共享内存区标识符
shmaddr:将共享内存映射到指定地址（若为NULL,则表示由系统自动完成映射）
shmflg:SHM_RDONLY:共享内存只读，默认为0，共享内存可读写
返回值：成功映射后的地址，错误：-1
3. 撤销映射shmdt()
shmdt(共享内存从进程中分离出来)
表头文件：  #include <sys/types.h>
         #include <sys/shm.h>
函数定义：  int shmdt(const void *shmaddr);
函数说明：shmaddr:共享内存后映射的地址
返回值：成功0，错误-1
案例：创建一个共享内存区，之后创建子进程，在父子两个进程中将共享内存
分别映射到各自的地址空间中
父进程先等待用户输入，然后用户输入的字符串写入到共享内存，之后往共享
内存的头部写入WROTE字符串表示进程已成功写入数据。子进程一直等到共享
内存的头部字符串为WROTE,然后将共享内存的有效数据（在父进程中用户输入的字符串）
在屏幕上打印。父子两个进程在工作之后，分别解除与共享内存的映射关系。
用标志字符串来实现父子之间的同步
命令ipcs,用于报告进程间通信机制状态的命令，它可以查看共享内存，消息队列
等各种进程间通信机制的情况，用system()函数调用shell命令ipcs

sem_com.h-------------------------------------#ifndef __SEM_COM_H__#define__SEM_COM_H__/***信号量相关的函数调用接口复杂，将它们封装成二维单个*信号量的几个基本函数。*信号量初始化函数init_sem()*P操作加一sem_p()*V操作减一sem_v()*从系统中删除信号量del_sem()*/#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>union semun {int val;};extern int init_sem(int sem_id, int init_value);extern int sem_p(int sem_id);extern int sem_v(int sem_id);extern int del_sem(int sem_id);#endif----------------------------------------------------sem_com.c-----------------------------------------------------#include "sem_com.h"/**信号量初始化函数*/int init_sem(int sem_id, int init_value){union semun sem_union;sem_union.val = init_value; //init_value为初始值if (semctl(sem_id, 0, SETVAL, sem_union) == -1) {perror("Initialize semaphore");return -1;}return 0;}/**从系统中删除信号量的函数*/int del_sem(int sem_id){union semun sem_union;if (semctl(sem_id, 0, IPC_RMID, sem_union) == -1) {perror("Delete semaphore");return -1;}}/**P操作*/int sem_p(int sem_id){struct sembuf sem_b;sem_b.sem_num = 0;//单个信号量的编号应该为0sem_b.sem_op = -1;//表示P操作sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;//系统自动释放将会在系统中残留的信号量if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {perror("semop");return -1;}return 0;}/**V操作*/int sem_v(int sem_id){struct sembuf sem_b;sem_b.sem_num = 0;//单个信号量的编号应该为0sem_b.sem_op = 1;//表示V操作sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;if (semop(sem_id, &sem_b, 1) == -1) {perror("semop V");return -1;}return 0;}----------------------------------------------------shmem.c----------------------------------------------------#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <sys/sem.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include "sem_com.h"#define BUFFER_SIZE 2048pid_t pid;int shmid;//要映射的共享内存区标识符int semid;//定义信号量，用于实现共享内存的进程之间的互斥char *shm_addr;//共享内存映射到的地址char buff[BUFFER_SIZE];void function_init(){//创建一个信号量semid = semget(ftok("/home",2), 1, 0666|IPC_CREAT);init_sem(semid, 1);//初始值为1//创建共享内存shmid = shmget(IPC_PRIVATE, BUFFER_SIZE, 0666);if (shmid < 0) {perror("shmget");exit(1);} else {printf("create shard-memory shmid: %d\n", shmid);}}void function_end(){//删除信号量del_sem(semid);//解除共享内存映射if ((shmdt(shm_addr)) < 0) {perror("shmdt");exit(1);} //删除共享内存IPC_RMID删除共享内存段if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {perror("shmctl");exit(1);} else {printf("Delete shared-memory\n");}}int main(){function_init();pid = fork();if (pid == 0) {//子进程//映射共享内存shm_addr = shmat(shmid, NULL, 0);if (shm_addr == (void *)-1) {perror("Child:　shmat");exit(1);} else{do{sem_p(semid);printf("\nChild:Attach shared-memory %p :%s \n", shm_addr, shm_addr);if (strncmp(shm_addr, "quit", 4) == 0) {break;}memset(shm_addr, 0, BUFFER_SIZE);sem_v(semid);} while(1);}//显示共享内存情况//system("ipcs -m");} else if(pid > 0){//父进程//映射共享内存shm_addr = shmat(shmid, 0, 0);//父进程向共享内存定入数据do {sem_p(semid);//信号值减一printf("Parent:Enter some text to the shared memory(enter 'quit' to exit):\n");if(fgets(buff, BUFFER_SIZE, stdin) == NULL) {perror("fgets");sem_v(semid);break;}strncpy(shm_addr, buff, strlen(buff));sem_v(semid);} while(strncmp(buff, "quit", 4) != 0);function_end();}exit(0);}--------------------------------------------------- shmem#./bts create shard-memory shmid: 1966089PARENTS:Enter some text to the shared memory(enter 'quit' to exit):hi child! "good afternoon"Child:Attach shared-memory 0xb78af000 :hi child! "good afternoon" PARENTS:Enter some text to the shared memory(enter 'quit' to exit):ok let's goChild:Attach shared-memory 0xb78af000 :ok let's go PARENTS:Enter some text to the shared memory(enter 'quit' to exit):quitDelete shared-memoryChild:Attach shared-memory 0xb78af000 :quit 

from：http://blog.csdn.net/shui1025701856/article/details/7484203