【原创】《Linux高级程序设计》杨宗德著 - 进程管理与程序开发 - 共享内存

【原创】《Linux高级程序设计》杨宗德著 - 进程管理与程序开发 - 共享内存

共享内存IPC原理

共享内存进程间通信机制主要用于实现进程间大量的数据传输。

共享内存是在内存中单独开辟一段内存空间，这段内存空间有自己特有的数据结构，包括访问权限、大小和最近访问时间等信息。该数据结构定义如下：

在使用共享内存进行数据存取是，有必要使用二元信号量来同步两个进程，以实现对共享内存的写操作。

共享内存与管道的对比

Linux共享内存管理

1. 创建共享内存

2. 共享内存控制

3. 映射共享内存

int shmat(int shmid,char *shmaddr，int flag)
参数：
shmid:shmget函数返回的共享存储标识符
flag：决定以什么样的方式来确定映射的地址(通常为0)
返回值：
如果成功，则返回共享内存映射到进程中的地址；如果失败，则返回-1。

4. 分离共享内存对象的映射

当一个进程不再需要共享内存时，需要把它从进程地址空间中多里。
int shmdt(char *shmaddr)

共享内存的权限管理示例

#include<sys/shm.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<sys/ipc.h>#include<string.h>int main(int argc,char *argv[]){key_t key;int shm_id;char *ptr;key=ftok("/",10);shm_id=shmget(key,100,IPC_CREAT|SHM_R);printf("get the shm id is %d\n",shm_id);if ((ptr = (char *)shmat(shm_id, NULL, SHM_RDONLY)) == NULL){if (shmctl(shm_id, IPC_RMID, NULL) == -1)perror("Failed to  remove memory segment");exit(EXIT_FAILURE);}printf("in yangzd the attach add is %p\n",ptr);printf("*ptr=%c\n",*ptr);printf("now ,try to write the memory\n");*ptr='d';printf("*ptr=%c\n",*ptr);shmdt(ptr);shmctl(shm_id,IPC_RMID,0);}

运行结果（因为是SHM_RDONLY，所以普通用户不能进行写操作，会出现段错误）：

$ ./shmat_rd_flag_regular get the shm id is 32769in yangzd the attach add is 0xb7769000*ptr=now ,try to write the memory段错误 (核心已转储)

共享内存处理应用示例

发送端：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/shm.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/sem.h>#include <string.h>int main(int argc,char *argv[]){int running=1;int shid;int semid;int value;void *sharem=NULL;struct sembuf  sem_b;sem_b.sem_num = 0;sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;if((semid=semget((key_t)123456,1,0666|IPC_CREAT))==-1){perror("semget");exit(EXIT_FAILURE);}if (semctl(semid, 0, SETVAL, 0) == -1){printf("sem init error");        if(semctl(semid,0,IPC_RMID,0)!=0){perror("semctl");exit(EXIT_FAILURE);}exit(EXIT_FAILURE);}shid=shmget((key_t)654321,(size_t)2048,0600|IPC_CREAT);if(shid==-1){perror("shmget");exit(EXIT_FAILURE);}sharem=shmat(shid,NULL,0);if(sharem==NULL){perror("shmat");exit(EXIT_FAILURE);}while(running){if((value=semctl( semid, 0, GETVAL ))==0){printf("write data operate\n");printf("please input something:");scanf("%s",sharem);sem_b.sem_op = 1;if (semop(semid, &sem_b, 1) == -1) {fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}}if(strcmp(sharem,"end")==0)running--;}shmdt(sharem);return 0;}

接收端：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <sys/sem.h>int main(int argc,char *argv[]){int running=1;char *shm_p=NULL;int shmid;int semid;int value;struct sembuf  sem_b;sem_b.sem_num = 0;sem_b.sem_flg = SEM_UNDO;if((semid=semget((key_t)123456,1,0666|IPC_CREAT))==-1){perror("semget");exit(EXIT_FAILURE);}shmid=shmget((key_t)654321,(size_t)2048,0600|IPC_CREAT);if(shmid==-1){perror("shmget");exit(EXIT_FAILURE);}shm_p=shmat(shmid,NULL,0);if(shm_p==NULL){perror("shmat");exit(EXIT_FAILURE);}while(running){if((value=semctl( semid, 0, GETVAL ))==1){printf("read data operate\n");sem_b.sem_op = -1;if (semop(semid, &sem_b, 1) == -1) {fprintf(stderr, "semaphore_p failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}printf("%s\n",shm_p);}if(strcmp(shm_p,"end")==0)running--;}shmdt(shm_p);if(shmctl(shmid,IPC_RMID,0)!=0){perror("shmctl");exit(EXIT_FAILURE);}if(semctl(semid,0,IPC_RMID,0)!=0){perror("semctl");exit(EXIT_FAILURE);}return 0;}

发送端运行结果：

$ ./shm_sem_example_send write data operateplease input something:hellowrite data operateplease input something:worldwrite data operateplease input something:end

接收端运行结果：

$ ./shm_sem_example_recv read data operatehelloread data operateworld

运行过程中在另一终端中用“ipcs”命令可以查看使用的共享内存和信号量信息

$ ipcs------------ 共享内存段 --------------键        shmid      拥有者  权限     字节     nattch     状态      0x00000000 0          yang       600        393216     2          目标       0x0a010002 32769      yang       400        100        0                       0x0009fbf1 98306      yang       600        2048       2                       --------- 信号量数组 -----------键        semid      拥有者  权限     nsems     0x0001e240 32768      yang       666        1         --------- 消息队列 -----------键        msqid      拥有者  权限     已用字节数 消息      

原文链接：

http://blog.csdn.net/geng823/article/details/41147911