共享内存
在linux进程间通信的方式中，共享内存是一种最快的IPC方式。共享内存允许两个或多个进程共享一个给定的存储区，这一段存储区通常安排为同一段物理内存，进程可以将这一段共享内存映射至自身的地址空间中，一个进程写入共享内存的信息，可以被其他使用这个共享内存的进程，通过一个简单的内存读取错做读出，从而实现了进程间的通信。某个进程向共享内存写入数据，所做的改动将立即影响到可以访问同一段共享内存的任何其他进程。
注意：共享内存并未提供同步机制，在第一个进程结束对共享内存的写操作之前，并没有自动机制可以阻止第二个进程开始对它进行读取。所以我们通常需要用其他的机制来同步对共享内存的访问。通常，信号量被用来实现对共享内存存储访问的同步。
内核为每个共享内存段设置了一个shmid_ds结构
struct shmid_ds
{
struct ipc_perm shm_perm;
int shm_segsz; //设置请求的长度
time_t shm_atime; 0
time_t shm_dtime; 0
time_t shm_ctime;
pid_t shm_cpid;
pid_t shm_lpid; 0
shmatt_t shm_nattch; 0
....
};
struct ipc_perm
{
key_t key;
gid_t gid;
uid_t cuid;
gid_t cgid;
mode_t mode;
};共享内存的操作
1：获取一块共享内存标识符
#include<sys/shm.h>
int shmget(key_t key,size_t size,int flag);
//成功返回共享内存ID,失败返回-1key：程序必须提供一个以键来命名的共享内存。不同进程可以通过键值，来获取同一个共享内存，相当于文件名。key的取值也可以为IPC_PRIVATE,则函数shmget()将创建一块新的共享内存；如果key的取值为0，而参数shmflg中设置了IPC_CREATE这个标志，则同样创建一块新的共享内存。但是通过这种方式分配的共享内存，一般用来亲缘关系的进程间通信。
size是要建立共享内存的长度。所有的内存分配操作都是以页为单位的。所以如果一个进程只申请一块只有一个字节的内存，内存也会分配整整一页(在i386机器中一页的缺省大小PACE_SIZE = 4096字节)。
flag是一个权限标志，与文件的访问权限一样，IPC_CREAT可与flag做或操作，表示当key所命名的消息队列不存在时创建一个消息队列，如果key所命名的消息队列存在时，IPC_CREAT标志会被忽略，而只返回一个标识符。
IPC_CREAT 如果不存在，则创建一个，否则直接打开已存在的
IPC_EXCL 只有在不存在的时候，新的才建立，否则就产生错误
ps：是内核对象来创建这个共享内存，并不是用户，因为一个进程是不能直接访问物理内存的。
2:共享内存的映射链接
#include<sys/shm.h>
void *shmat(int shmid,const void *addr,int flag);
//成功返回指向共享内存的指针，失败返回-1shmid : 要映射的共享内存区标识符
addr : 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)
flag : SHM_RDONLY 共享内存只读（默认0:共享内存可读写）。
返回值 :调用成功返回的是该段所链接的实际地址 ,出错返回(void *)-1；
如果shmat执行成功，内核会使该共享内存段shmid_ds中的shm_nattch计数器值加1
3:取消共享内存与用户进程之间的映射
#include<sys/shm.h>
int shmdt(const void *addr);
//成功返回0，出错返回-1参数addr是shmat映射成功返回的地址。
注意：当一个进程不再需要共享内存段时，它将调用shmdt()系统调用取消这个段，但是，内核并不会真证的在内存中删除这个段及其标识符（即内核对象），而是把相关shmid_ds结构的shm_nattch域的值减1，当这个值为0时，内核才从物理上删除这个共享段及标识符(相当于一个引用计数)。或者某个进程调用shmctl（带命令IPC_RMID）特地删除它。
4、控制共享内存
#include<sys/shm.h>
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);
//成功返回0，失败返回-1参数说明:
shmid:共享内存标识ID
参数cmd:
PC_STAT：取此段shmid_ds结构，并把它存放在buf指向的结构中。
IPC_SET：按照buf指向的结构中的值，设置与此段相关结构中的下列三个字段：shm_perm.uid、shn_perm.gid和shm_perm.mode。此命令只能有下列两种进程执行。一种是其有效用户ID等于shm_perm.uid或shm_perm.cuid；另一种是具有超级用户特权的进程。
IPC_RMID：从系统中删除该共享存储段及其标识符（删除内核对象）。因为每个共享存储段有一个连接计算（shmid_ds结构中的shm_nattch字段），所以除非使用该段的最后一个进程终止或与该段脱节，否则不会实现实际上删除该存储段。不管此段是否还在使用，该段标识符立即被删除，所以不能再用shmat与此段连接。一种是其有效用户ID等于shm_perm.uid或shm_perm.cuid；另一种是具有超级用户特权的进程。
为什么共享内存是最快的一种IPC机制?
我们使用管道(FIFO/消息队列)从一个文件传输信息到另外一个文件需要复制2次。一是，用户空间将信息复制到管道（FIFO/消息队列，其实是内核中）；二是，另一个进程的用户空间将信息从管道（FIFO/消息队列，内核）复制到自己的空间中。但是，共享内存并没有进行信息的拷贝，用户空间直接在自己的空间操作（返回的地址），实际操作的是物理内存，不需要拷贝到自己的用户空间。读也是直接从自己的空间读（实际上从内存中读取），无须拷贝。这就是共享内存高效的原因。
使用共享内存的优缺点
1、优点：我们可以看到使用共享内存进行进程间的通信真的是非常方便，而且函数的接口也简单，数据的共享还使进程间的数据不用传送，而是直接访问内存，也加快了程序的效率。同时，它也不像匿名管道那样要求通信的进程有一定的父子关系。
2、缺点：共享内存没有提供同步的机制，这使得我们在使用共享内存进行进程间通信时，往往要借助其他的手段来进行进程间的同步工作。