进程间通信—— 共享内存

进程间通信——共享内存
进程间通信的方式有信号量，消息队列，管道，今天我们学习进程间通信的另外一种通信方式：共享内存
共享内存有一个最大的特点就是：以传送数据为目的，在所有进程间通信方式中速度最快的。

原因就是管道消息队列等通信方式，都是在临界资源写好数据之后，读方不读的时候，是不知道写方写入了哪些数据的，

所以就需要拷贝两份数据，但是共享内存是将数据写到物理内存的时候，读方就立刻看到写入的数据。

共享内存原理图：

关于共享内存，系统对于共享内存和消息队列和信号量一样也有一个对应的结构体，如下：

共享内存的原理就是，让两个进程关联到同一块物理内存，这样读方和写方都可以直接操作，就减少进行数据的拷贝

关于共享内存的创建，需要知道以下几个函数：

①shmget函数：功能：用来创建共享内存

原型： int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg)

参数：key: 共享内存的名字 size：共享内存的大小 shmflg：由九个标志位组成，和创建文件的mode用法一样

返回值：成功返回共享内存的标志码，失败返回-1

②shmat函数：功能：把共享内存段连接到进程的地址空间，

原型：void* shmat(int shmid,const void*shmaddr,int shmflg)

参数：shmid：共享内存段的标识符 shmaddr：指定连接的地址 shmflg：SHM_RND和SHM_RDONLY

返回值：成功返回一个指向共享内存第一个字节的指针，失败返回-1

说明：shmaddr为NULL，则让系统自主选择一段空间

③shmdt函数：功能：将共享内存段脱离当前进程

原型：int shmdt(void* shmaddr)

参数：shmaddr：之前shmat返回的参数

返回值：成功返回0，失败返回-1

说明：将共享内存段脱离，不等于将共享内存段删除

④shmctl函数：功能：用于控制共享内存

原型：int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds* buf)

参数：shmid：共享内存标识符 cmd：对应的操作，有三个可取值 buf：指向一个保存着共享内存相关信息的结构

返回值：成功返回0，失败返回-1

说明：cmd对应的取值：

IPC_STAT：把shmid_ds中的数据设置成共享内存的当前关联值

IPC_SET：在拥有足够权限的情况下，把共享内存当前关联值设置成shmid_ds结构体中给出的值

IPC_RMID：删除共享内存段

要使用函数已经学习完了，现在我们用代码实现一下共享内存，我们将接口放在我们的myshm.h的头文件里面，创建两个文件，使得两个文件连接一段共享内存：server.c 和 client.c ，在server.c中一直读取共享内存中的内容，我们在client.c中循环写入26个英文字母，这样当运行server.c的时候，就会在屏幕上显示英文字母，一次比上一次多显示一个。

myshm.h文件：

#ifndef _MYSHM_H_
#define _MYSHM_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

#define PATHNAME "."
#define PROJ_ID 0x6666

static int commShm(int size,int flag)
{
	key_t _key = ftok(PATHNAME,PROJ_ID);
	if(_key<0){
		perror("look ftok");
		return -1;
	}
	int shmid ;
	if((shmid = shmget(_key,size,flag))<0){
		perror("look shmget");
		return -2;
	}
	return shmid;
}
int createShm(int size)
{
	return commShm(size,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
}
int getShm(int size)
{
	return commShm(size,IPC_CREAT);
}
int destoryShm(int shmid)
{
	if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)<0)
	{
		perror("look shmctl");
		return -1;
	}
}

#endif

server.c文件：

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>

#include"myshm.h"

int main()
{
	int shmid = createShm(4096);

	char* addr = shmat(shmid,NULL,0);
	sleep(2);
	int i = 0;
	while(i++<26){
		printf("client say#%s\n",addr);
		sleep(1);
	}
	shmdt(addr);
	sleep(2);
	destoryShm(shmid);
	printf("myshm is destoryed\n");
	return 0;
}

client.c文件：

#include <stdio.h>

#include "myshm.h"

int main()
{
	int shmid = getShm(4096);

	char* addr = shmat(shmid,NULL,0);
	int i = 0;
	while(i<26)
	{
		addr[i] = 'A'+i;
		i++;
		addr[i] = '\0';
		sleep(1);
	}
	sleep(1);
	shmdt(addr);
	sleep(1);
	return 0;
}

运行结果截图：

以上就是我们的共享内存的总结。
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