Linux 下 IPC 之 共享内存

共享内存区是最快的IPC形式。一旦这样的内存映射到共享它的进程的地址空间,这些进程间数据传递不再涉及到内核,换句话说是进程不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据。

所有这些都是虚拟内存的功劳,因为有了虚拟内存只一个中间层,使得每个进程有自己独享的内存空间,需要通过转换才能到真实的物理空间,因此,共享内存本质就是将不同进程的地址空间映射为统一的物理地址空间,这样直接去读取就可以了或者是修改就可以了,不过这样的共享内存时没有同步机制的。共享内存和信号量就可做到。

用管道或者消息队列传递数据,内核为每个IPC对象维护一个数据结构。

 用共享内存传递数据

共享内存数据结构及基本API
struct shmid_ds {
struct ipc_perm shm_perm;    /* Ownership and permissions */
size_t         shm_segsz;   /* Size of segment (bytes) */
time_t         shm_atime;   /* Last attach time */
time_t         shm_dtime;   /* Last detach time */
time_t         shm_ctime;   /* Last change time */
pid_t             shm_cpid;    /* PID of creator */
pid_t             shm_lpid;    /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */
shmatt_t         shm_nattch;  /* No. of current attaches */
...
};
共享内存函数
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(const void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

shmget函数用来创建共享内存
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
key:这个共享内存段名字
size:共享内存大小
shmflg:由九个权限标志构成,它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
成功返回一个非负整数,即该共享内存段的标识码;失败返回-1

int shmid = shmget(0x1234, 100, 06666); 相当于是打开文件,文件不存在

结果是这样的,显示没有这个文件或者是目录。

int shmid = shmget(0x2234, sizeof(int), 0666 | IPC_CREAT);

如果没有就创建,如果有就是用旧的。

int shmid = shmget(0x2234, sizeof(int), 0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCEL);

如果有就报错,说明共享内存已经存在

如果没有则创建,如果已经存在了,再次调用就可以直接使用了。

shmat函数将共享内存段连接到进程地址空间
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
shmid: 共享内存标识, 就是上面shmget的返回值。
shmaddr:指定连接的地址
shmflg:它的两个可能取值是SHM_RND和SHM_RDONLY
返回值:成功返回一个指针,指向共享内存第一个节;失败返回-1
shmaddr为NULL,核心自动选择一个地址 会自动进行空间的优化
shmaddr不为NULL且shmflg无SHM_RND标记,则以shmaddr为连接地址。
shmaddr不为NULL且shmflg设置了SHM_RND标记,则连接的地址会自动向下调整为SHMLBA的整数倍。公式:shmaddr - (shmaddr % SHMLBA)
shmflg=SHM_RDONLY,表示连接操作用来只读共享内存

shmdt函数将共享内存段与当前进程脱离
int shmdt(const void *shmaddr);
shmaddr: 由shmat所返回的指针
返回值:成功返回0;失败返回-1
将共享内存段与当前进程脱离不等于删除共享内存段
shmctl函数用于控制共享内存
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
shmid:由shmget返回的共享内存标识码
cmd:将要采取的动作(有三个可取值)
buf:指向一个保存着共享内存的模式状态和访问权限的数据结构
返回值:成功返回0;失败返回-1

这个函数的IPC_RMID才是可以删除的命令,上面的那个仅仅是unmap的命令。

总体来讲,共享内存消息队列的API是很类似的。

共享内存的技术是引用计数,如果还有连接共享内存,是删除不了的,这个时候共享内存的键值为0,变成一个私有的了。nattach不为0,由于键值变成了0,因此,其他进程也就不能读取共享内存中的内容了。

只要连接上了共享内存,就可以像读写文件的方式来进行操作共享内存了。

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转载自www.cnblogs.com/randyniu/p/9181616.html