Linux共享内存

共享内存是常用的进程之间的通信，两个进程可以直接共享访问同一块内存区域

一、共享内存的实现步骤如下：

（1）创建共享内存区

进程1通过操作系统提供的API从内存中申请一块共享区域，Linux系统中可以通过shmget，函数实现，生成的共享内存块与某个特定的key进行绑定。

（2）映射共享内存到进程1中

在Linux环境中，可以通过shmat实现

（3）映射共享内存到进程2中

进程2通过进程1的shmat函数和同一个key值，然后执行shmat，将这个内存映射到进程2中。

（4）进程1和进程2中相互通信

共享内存实现两个映射后，可以利用该区域进行信息交换，由于没有同步机制，需要参与通信的进程自己协商处理

（5）撤销内存映射关系

完成通信之后，需要撤销之前的映射操作，通过shmdt实现

（6）删除共享内存区

在Linux中通过shctl函数来实现

二、相关函数

shmget函数：

该函数用来创建共享内存，它的原型为：

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

该函数用来创建共享内存，它的原型为：

第一个参数，与信号量的semget函数一样，程序需要提供一个参数key（非0整数），它有效地为共享内存命名。

shmget函数成功时返回一个与key相关的内存标识符（非负整数），用于后续的共享内存函数，调用失败返回-1.不相关的进程可以通过该函数的返回值访问同一共享内存，它代表程序可能要使用某个资源，程序对所有共享内存的访问都是间接的，程序先通过调用shmget函数并提供一个键，再由系统生成一个相应的共享内存标识符（shmget函数的返回值），只有shmget函数直接使用信号量键，所有其他的信号量函数再由semget函数返回的信号量表示符。

第二个参数，size以字节为单位指定需要共享的内存容量。

第三个参数，shmflg是权限标志，它的作用与open函数的mode参数一样，如果要想在key标识的共享内存不存在时，创建它的话，可以与IPC_CREAT做或操作，共享内存的权限标志与文件的读写权限一样，举例来说，0644,它表示允许一个进程创建的共享内存被内存创建者所拥有的进程向共享内存读取和写入数据，同时其他用户创建的进程只能读取共享内存。

2、shamt函数

第一次创建完共享内存时，它还不能被任何进程访问，shmat函数的作用就是用来启动对该共享内存的访问，并把共享内存连接到当前进程的地址空间。它的原型如下：

void *shamt(int shm_id,const void *shm_addr,int shmflg);

第一个参数：shm_id是由shmget函数返回的共享内存标识

第二个参数，shm_addr指定共享内存连接到当前进程中的地址位置，通常为空，表示让系统来选择共享内存的地址。

第三个参数，shm_flg是一组标志位，通常为0。

调用成功时返回一个指向共享内存第一个字节的指针，如果调用失败返回-1.

3、shmdt函数

该函数用于将共享内存从当前进程中分离。注意，将共享内存分离并不是删除它，只是使该共享内存对当前进程不再可用。它的原型如下：

int shmdt(const void *shmaddr);

参数shmaddr是shmat函数返回的地址指针，调用成功时返回0，失败时返回-1.

4、shmctl函数

与信号量的semctl函数一样，用来控制共享内存，它的原型如下：

int shmctl(int shm_id,int command,struct shmin_ds *buf);

第一个参数，shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符

第二个参数，command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

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;
}

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