进程间通信--共享内存（最快的方式）

引言

共享内存允许两个或两个以上的进程共享同一存储区。因为数据不需要在客户进程与服进程之间来回复制，所以共享内存是进程间通信最快的方式。共享内存的通信模型如下图

共享内存仅在建立共享内存区域的时候需要内核的参与，一旦完成内存的开辟，所有访问操作可以视为对常规内存的访问，无需内核的参与。

共享内存的实现

共享内存的实现主要需要以下API
1、创建共享内存

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

2、挂载共享内存

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

3、去关联共享内存

int shmdt(const void *shmaddr);

4、销毁共享内存

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

示例

main.c

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#include "shm.h"

void stop(int signum)
{
    
    
    if (shm_exit()) {
    
    
        printf("%s %s: shm_exit failed\n", __FILE__, __FUNCTION__);
    }
    exit(-1);
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    
    
    signal(SIGINT, stop);

    if (shm_init()) {
    
    
        printf("%s %s: shm_init failed\n", __FILE__,  __FUNCTION__);
        return -1;
    }

    while (1) {
    
    
        sleep(3);
    }
    
    return 0;
}

shm.h

#ifndef __SHM_H__
#define __SHM_H__

int shm_init(void);
int shm_exit(void);

#endif

shm.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

#include "shm.h"

#define PATH_SHM "/tmp"
#define ID_SHM   100
#define SIZE_SHM 1024   

static void *ptrShm = NULL;
static int g_shmid = 0;

static int shm_createShm(char *pathShm, int idShm, int size)
{
    
    
    key_t key = ftok(pathShm, idShm);
    printf("%s %s: key = %#x\n", __FILE__, __FUNCTION__, key);

    int shmid = shmget(key, size, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);
    if (shmid == -1) {
    
    
        printf("%s %s: shmget failed\n",__FILE__,  __FUNCTION__);
        return -1;
    }
    // printf("%s: shmid = %#x\n", __FUNCTION__, shmid);

    ptrShm = shmat(shmid, 0, 0);
    if (ptrShm == (void *)-1) {
    
    
        ptrShm = NULL;
        printf("%s %s: shmat failed\n", __FILE__, __FUNCTION__);
        return -1;
    }

    g_shmid = shmid;

    return 0;
}

static int shm_destroyShm(void)
{
    
    
    if (ptrShm) {
    
    
        if (shmdt(ptrShm) == -1) {
    
    
            printf("%s %s: shmdt failed\n", __FILE__, __FUNCTION__);
            return -1;
        }

        if (shmctl(g_shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
    
    
            printf("%s %s: shmctl failed\n", __FILE__, __FUNCTION__);
            return -1;
        }
    }

    g_shmid = 0;

    return 0;
}

int shm_init(void)
{
    
    
    if (shm_createShm(PATH_SHM, ID_SHM, SIZE_SHM))
    {
    
    
        printf("%s %s: shm_createShm failed\n", __FILE__, __FUNCTION__);
        return -1;
    }

    return 0;
}

int shm_exit(void)
{
    
    
    if (shm_destroyShm())
    {
    
    
        printf("%s %s: shm_destroyShm failed\n", __FILE__, __FUNCTION__);
        return -1;
    }

    return 0;
}

编译并运行后可以通过ipcs -m命令查看是否成功创建共享内存