共享内存是两个或多个进程之间共享的内存.但是，为什么我们需要共享内存或其他一些通信方式呢？
重申一下，每个进程都有自己的地址空间，如果有任何进程希望与自己的某些信息进行通信将空间扩展到其他进程，然后只能使用IPC(进程间通信)技术.正如我们已经知道的那样，通信可以在相关或不相关的过程之间进行.
通常，使用管道或命名管道执行相互关联的过程通信.可以使用命名管道或通过共享内存和消息队列的流行IPC技术来执行不相关的进程(例如，一个进程在一个终端中运行，另一个进程在另一个终端中进行)通信.
我们已经看到了管道和命名管道的IPC技术现在是时候知道剩余的IPC技术，即共享内存，消息队列，信号量，信号和内存映射.
在本章中，我们将了解共享内存.
我们要知道要在两个或多个进程之间进行通信，我们使用共享内存，但在使用共享内存之前需要对系统调用进行处理，让我们看看这个 :
创建共享内存段或使用已创建的共享内存段(shmget())
附加处理已创建的共享备忘录ry segment(shmat())
从已经连接的共享内存段(shmdt())中分离进程
共享内存段上的控制操作(shmctl())
让我们看一些细节与共享内存相关的系统调用.
#include< sys/ipc.h> #include< sys/shm.h> int shmget(key_t key，size_t size，int shmflg)
上述系统调用创建或分配System V共享内存分割.需要传递的参数如下 :
第一个参数key，识别共享内存段.键可以是任意值，也可以是库函数ftok()派生的值.密钥也可以是IPC_PRIVATE，意思是，作为服务器和客户端运行进程(父和子关系)，即，相互关联的进程通信.如果客户端想要使用此密钥的共享内存，则它必须是服务器的子进程.此外，需要在父获取共享内存后创建子进程.
第二个参数，size，是共享内存段的大小四舍五入到PAGE_SIZE的倍数.
第三个参数shmflg，指定所需的共享内存标志，例如IPC_CREAT(创建新段)或IPC_EXCL(已使用)使用IPC_CREAT创建新段并且如果段已经存在则调用失败).还需要传递权限.
注意 : 有关权限的详细信息，请参阅前面的部分.
此调用将在成功时返回有效的共享内存标识符(用于进一步调用共享内存)，如果失败则返回-1.要知道失败的原因，请使用errno variable或perror()函数进行检查.
#include< sys/types.h> #include< sys/shm.h> void * shmat(int shmid，const void * shmaddr，int shmflg)
上述系统调用执行共享内存操作System V共享内存段，即将共享内存段附加到调用进程的地址空间.需要传递的参数如下:<
第一个参数shmid，是共享内存段的标识符.此id是共享内存标识符，它是shmget()系统调用的返回值.
第二个参数shmaddr，是指定附加地址.如果shmaddr为NULL，则系统默认选择合适的地址来附加段.如果shmaddr不是NULL并且在shmflg中指定了SHM_RND，则attach等于SHMLBA(下边界地址)的最近倍数的地址.否则，shmaddr必须是页面对齐的地址，共享内存附件发生/启动.
第三个参数shmflg，指定所需的共享内存标志/S，从而如SHM_RND(四舍五入地址SHMLBA)或SHM_EXEC(允许执行段的内容)或SHM_RDONLY(高度为只读目的的段，缺省情况下它被读 - 写)或SHM_REMAP(替换现有的映射在shmaddr指定的范围内并持续到段结束).
此调用将在成功时返回附加共享内存段的地址，在失败时返回-1.要知道失败的原因，请使用errno variable或perror()函数进行检查.
#include< sys/types.h> #include< sys/shm.h> int shmdt(const void * shmaddr)
上述系统调用为System V共享内存分段执行共享内存操作来自调用进程的地址空间的共享内存段.需要传递的参数是 :
参数shmaddr是要分离的共享内存段的地址.要分离的段必须是shmat()系统调用返回的地址.
此调用在成功时返回0，在失败时返回-1.要知道失败的原因，请使用errno variable或perror()函数进行检查.
#include< sys/ipc.h> #include< sys/shm.h> int shmctl(int shmid，int cmd，struct shmid_ds * buf)
上述系统调用执行系统的控制操作V共享内存段.需要传递以下参数 :
第一个参数shmid是共享内存段的标识符.此id是共享内存标识符，它是shmget()系统调用的返回值.
第二个参数cmd是对共享内存执行所需控制操作的命令细分.
cmd的有效值为 :
IPC_STAT : 将struct shmid_ds的每个成员的当前值的信息复制到buf指向的传递结构.此命令需要对共享内存段的读取权限.
IPC_SET : 设置结构buf指向的用户ID，所有者的组ID，权限等.
IPC_RMID : 标记要销毁的细分.只有在最后一个进程分离后，该段才会被销毁.
IPC_INFO : 返回有关buf指向的结构中共享内存限制和参数的信息.
SHM_INFO : 返回一个shm_info结构，其中包含有关共享内存消耗的系统资源的信息.
第三个参数buf是指向共享内存结构，名为struct shmid_ds.此结构的值将用于set或get as cmd.
此调用返回值，具体取决于传递的命令.一旦IPC_INFO和SHM_INFO或SHM_STAT成功返回共享内存段的索引或标识符，或者为其他操作返回0，如果失败则返回-1.要知道失败的原因，请使用errno variable或perror()函数进行检查.
让我们考虑以下示例程序.
创建两个进程，一个用于写入共享内存(shm_write.c)，另一个用于从共享内存中读取(shm_read.c)
程序通过写入进程(shm_write.c)执行写入共享内存，并通过读取进程(shm_read.c)读取共享内存
在共享内存中，写入过程创建一个大小为1K(和标志)的共享内存并附加共享内存
写入过程将字母从'A'写入'E'到'E'，每个1023字节写入共享内存.最后一个字节表示缓冲区的结束
读取进程将从共享内存中读取并写入标准输出
读取和写入过程操作同时执行
写入完成后，写入过程将更新以指示写入共享的完成内存(在struct shmseg中包含完整变量)
读取进程从共享内存执行读取并在输出上显示，直到它指示写入进程完成(完成) struct shmseg中的变量)
为简化执行读写过程几次，也是为了避免无限循环并使程序复杂化
以下是写入过程的代码(写入共享内存 - 文件:shm_write.c)
/* Filename: shm_write.c */#include#include #include #include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 1024#define SHM_KEY 0x1234struct shmseg { int cnt; int complete; char buf[BUF_SIZE];};int fill_buffer(char * bufptr, int size);int main(int argc, char *argv[]) { int shmid, numtimes; struct shmseg *shmp; char *bufptr; int spaceavailable; shmid = shmget(SHM_KEY, sizeof(struct shmseg), 0644|IPC_CREAT); if (shmid == -1) { perror("Shared memory"); return 1; } // Attach to the segment to get a pointer to it. shmp = shmat(shmid, NULL, 0); if (shmp == (void *) -1) { perror("Shared memory attach"); return 1; } /* Transfer blocks of data from buffer to shared memory */ bufptr = shmp->buf; spaceavailable = BUF_SIZE; for (numtimes = 0; numtimes < 5; numtimes++) { shmp->cnt = fill_buffer(bufptr, spaceavailable); shmp->complete = 0; printf("Writing Process: Shared Memory Write: Wrote %d bytes\n", shmp->cnt); bufptr = shmp->buf; spaceavailable = BUF_SIZE; sleep(3); } printf("Writing Process: Wrote %d times\n", numtimes); shmp->complete = 1; if (shmdt(shmp) == -1) { perror("shmdt"); return 1; } if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) { perror("shmctl"); return 1; } printf("Writing Process: Complete\n"); return 0;}int fill_buffer(char * bufptr, int size) { static char ch = 'A'; int filled_count; //printf("size is %d\n", size); memset(bufptr, ch, size - 1); bufptr[size-1] = '\0'; if (ch > 122) ch = 65; if ( (ch >= 65) && (ch <= 122) ) { if ( (ch >= 91) && (ch <= 96) ) { ch = 65; } } filled_count = strlen(bufptr); //printf("buffer count is: %d\n", filled_count); //printf("buffer filled is:%s\n", bufptr); ch++; return filled_count;}
编制和执行步骤
Writing Process: Shared Memory Write: Wrote 1023 bytesWriting Process: Shared Memory Write: Wrote 1023 bytesWriting Process: Shared Memory Write: Wrote 1023 bytesWriting Process: Shared Memory Write: Wrote 1023 bytesWriting Process: Shared Memory Write: Wrote 1023 bytesWriting Process: Wrote 5 timesWriting Process: Complete
以下是读取过程的代码(从共享内存中读取并写入标准输出 - 文件:shm_read.c)
/* Filename: shm_read.c */#include#include #include #include #include #include #include #define BUF_SIZE 1024#define SHM_KEY 0x1234struct shmseg { int cnt; int complete; char buf[BUF_SIZE];};int main(int argc, char *argv[]) { int shmid; struct shmseg *shmp; shmid = shmget(SHM_KEY, sizeof(struct shmseg), 0644|IPC_CREAT); if (shmid == -1) { perror("Shared memory"); return 1; } // Attach to the segment to get a pointer to it. shmp = shmat(shmid, NULL, 0); if (shmp == (void *) -1) { perror("Shared memory attach"); return 1; } /* Transfer blocks of data from shared memory to stdout*/ while (shmp->complete != 1) { printf("segment contains : \n%s\n", shmp->buf); if (shmp->cnt == -1) { perror("read"); return 1; } printf("Reading Process: Shared Memory: Read %d bytes\n", shmp->cnt); sleep(3); } printf("Reading Process: Reading Done, Detaching Shared Memory\n"); if (shmdt(shmp) == -1) { perror("shmdt"); return 1; } printf("Reading Process: Complete\n"); return 0;}
编制和执行步骤
segment contains :"AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA"Reading Process: Shared Memory: Read 1023 bytessegment contains :"BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB"Reading Process: Shared Memory: Read 1023 bytessegment contains :"CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC"Reading Process: Shared Memory: Read 1023 bytessegment contains :"DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD"Reading Process: Shared Memory: Read 1023 bytessegment contains :"EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE"Reading Process: Shared Memory: Read 1023 bytesReading Process: Reading Done, Detaching Shared MemoryReading Process: Complete