共享内存

Posted 2020-12-25 lune-qiu

效率： 采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据[1]： 一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存区到输出文件。实际上，进程之间在共享内存时，并不总是读写少量数据后就解除映射，有新的通信时，再重新建 立共享内存区域。而是保持共享区域，直到通信完毕为止，这样，数据内容一直保存在共享内存中，并没有写回文件。共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回 文件的。因此，采用共享内存的通信方式效率是非常高的。

共享内存没有任何的同步与互斥机制，所以要使用信号量来实现对共享内存的存取的同步

shmget函数

shmget函数创建一个新的共享内存区，或者访问一个已存在的共享内存区。

#include <sys/shm.h>

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

返回值是一个称为共享内存区标识符的整数，其他三个shmXXX函数就用它来指代这个内存区。

参数key既可以是ftok的返回值，也可以是IPC_PRIVATE。系统建立IPC通讯 （ 消息队列、 信号量和 共享内存） 时必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到，由内核变成标识符，要想让两个进程看到同一个信号集，只需设置key值不变就可以。

参数size是指定内存区的大小。（若访问已存在的内存区，则size应为0），它的值一般为一页大小的整数倍（未到一页，操作系统向上对齐到一页，但是用户实际能使用只有自己所申请的大小）。

参数oflag是读写权限值的组合。创建一个新的共享内存，将shmflg 设置了IPC_CREAT标志后，共享内存存在就打开。而IPC_CREAT | IPC_EXCL则可以创建一个新的，唯一的共享内存，如果共享内存已存在，返回一个错误。一般我们会还或（‘|’）上一个文件权限

当实际操作为创建一个新的共享内存区时，该内存区被初始化为size字节的0。

shmat函数

由shmget函数创建或打开一个共享内存区后，通过调用shmat把它附接到调用进程的地址空间。

#include <sys/shm.h>

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

参数shmid是由shmget返回的标识符。

shmat的返回值是所指定的共享内存区在调用进程内的起始地址。（一般把参数shmaddr置为NULL，让系统替调用者选择地址）

参数flag可以指定SHM_RDONLY值，它限定只读访问。（默认可同时读写）通常为0.

shmdt函数

当一个进程完成某个共享内存区的使用时，它可以调用shmdt断接这个内存区。

#include <sys/shm.h>

int  shmdt (const void* shmaddr) ;

参数addr是以前调用shmat时的返回值

当一个进程终止时，它当前附接着的所有共享内存区都自动断接掉。

注意，本函数只是断开关联，并不删除所指定的共享内存区。删除工作通过以IPC_RMID命令调用shmctl完成。（XSI IPC都是随内核持续的）

shmctl函数

shmctl提供了对一个共享内存区的多种操作。

#include <sys/shm.h>

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

参数cmd：

IPC_RMID 从系统中删除该共享存储段。因为每个共享存储段有一个连接计数器，所以除非使用该段的最后一个进程终止或与该段脱接，否则不会实际上删除该存储段。但不管此段是否仍在使用，该段标识符立即被删除，所以不能再用shmat与该段连接

 

(1)第一个参数，shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符。

(2)第二个参数，cmd是要采取的操作，它可以取下面的三个值 ：    

IPC_STAT：把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值，即用共享内存的当前关联值覆盖shmid_ds的值。    

 

IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds结构中给出的值    

 

IPC_RMID：删除共享内存段

 

(3)第三个参数，buf是一个结构指针，它指向共享内存模式和访问权限的结构。 shmid_ds结构至少包括以下成员 

struct shmid_ds
{
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
mode_t shm_perm.mode;
};

转自：https://blog.csdn.net/ctthuangcheng/article/details/9271431