Linux应用程序设计之共享内存

4.1、共享内存概述

共享内存是一种最为高效的进程间通信方式。因为进程可以直接读写内存，需要任何数据的拷贝。为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，这段内存区可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间。因此，进程就可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝，从而大大的提高了效率。当然，由于多个进程共享一段内存，因此需要依靠某种同步机制，如互斥锁和信号量等。器原理图如下所示：

4.2、共享内存的实现

1、函数说明

共享内存的实现分为两个步骤，第一步是创建共享内存，这里用到的函数是shmget，也就是从内存中获得一段共享内存区域。第二步映射共享内存，也就是把这段创建的共享内存映射到具体的进程空间中去，这里使用的函数是shmat。到这里，就可以使用这段共享内存了，也就是可以使用不带缓冲的I/O读写命令进行操作。除此之外，当然还要撤销映射的操作，其函数为shmdt。

2、函数格式

shmget函数：

所需头文件：#incldue #include #include

函数原型：int shmget(key_t key,int size, int shmflg)

参数： key：IPC_PRIVATE

size：共享内存区大小

shmflg：同open函数的权位，也可以用八进制表示法

返回值： 成功：共享内存段标识，出错：-1

shmat函数：

所需头文件：#incldue #include #include

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

参数：shmid：要映射的共享内存区标示符

shmaddr：将要共享内存映射到指定位置（若为0则表示把这段共享内存映射到调用进程的地址空间）

shmaddr：SHM_RDONLY：共享内存只读；默认0：共享内存可读写

返回值：成功：被映射的段地址

出错： -1

shmdt函数：

所需头文件：#incldue #include #include

函数原型：int shmdt(const void shmaddr)

参数：shmaddt：被映射的共享内存的段地址

返回值：成功：0 失败： -1

3、使用实例：

        该实例说明了如何使用基本的共享内存函数，首先是创建一个共享内存区，之后将其映射到本进程汇总，最后再解除这种映射关系。这里介绍了一个命令ipcs，这是用于报告进程间通信机制状态的命令。它可以查看共享内存、消息队列等各种进程通信机制的情况，这里使用了system函数用于调用shell命令"ipcs"命令。程序源代码如下：

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

#define BUFSZ 2048
int main()
{
int shmid;
char *shmadd;

/*创建共享内存*/
if((shmid=shmget(IPC_PRIVATE,BUFSZ,0666))<0){
perror("shmget");
exit(1);
}
else
printf("created shared_memory: %d\n",shmid);
system("ipcs -m");

/*映射共享内存*/
if((shmadd = shmat(shmid,0,0))<(char *)0){
perror("shmat");
exit(1);

}
else
printf("attached shated_memory\n");
/*显示系统内存*/
system("ipcs -m");

/*删除共享内存*/
if((shmdt(shmadd))<0){
perror("shmdt");
exit(1);
}
else
printf("deleted shated_memory\n");
system("ipcs -m");
exit(0);
}