第三十五章 POSIX共享内存

POSIX共享内存函数介绍

shm_open

功能：
    用来创建或打开一个共享内存对象
原型：
    int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);
参数：
    name : 共享内存对象的名字（命名规则和POSIX消息队列一样）
    oflag ：与open函数类似，可以是O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR，还可以按位或上O_CREAT、O_EXCL、O_TRUNC等
    mode ： 此参数总是需要设置，如果oflag没有指定O_CREAT，可以指定为0

返回值：
    成功 ： 成功返回非负整数文件描述符
    失败 ： -1

ftruncate

功能：
    修改共享内存的大小（还可以用来修改文件的大小）
原型：
    int ftruncate(int fd, off_t length);
参数：
    fd : 文件描述符
    length ：长度

返回值：
    成功 ： 0
    失败 ： -1

fstat

功能：
    获取共享内存对象信息（还可以用来获取文件的信息）
原型：
    int fstat(int fd, struct stat *buf);
参数：
    fd : 文件描述符
    buf ：返回共享内存状态

返回值：
    成功 ： 0
    失败 ： -1

shm_unlink

功能：
    删除共享内存对象
原型：
    int shm_unlink(const char *name);
参数：
    name : 共享内存对象的名字

返回值：
    成功 ： 0
    失败 ： -1

mmap

功能：
    将共享内存对象映射到进程地址空间
原型：
    void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
参数：
    addr : 要映射的起始地址，通常指定为NULL，让内核自动选择
    length ： 映射到进程地址空间的字节数
    prot ： 映射区保护方式
    flags ： 标志
    fd ： 文件描述符
    offset ： 从文件头开始的偏移量

返回值：
    成功 ： 成功返回映射到的内存的起始地址
    失败 ： -1

POSIX共享内存示例

  共享内存已经自动挂载到/dev/shm目录下

shm_open.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
#include <sys/types.h>

#define ERR_EXIT(m)         \
    do                      \
    {                       \
        perror(m);          \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)

typedef struct stu{
    char name[32];
    int age;
}STU;

int main(int argc, char const *argv[])
{

    int shmid;
    //创建一个共享内存
    //创建的时候指定的权限是0666,创建后不一定是666，它还取决于umask，公式 mode & ~umask
    shmid = shm_open("/xyz", O_CREAT|O_RDWR, 0666);
    if(shmid == -1)
        ERR_EXIT("shm_open");

    printf("shm_open success\n");

    //改变共享内存的大小
    if(ftruncate(shmid,sizeof(STU)) == -1)
        ERR_EXIT("ftruncate");

    //获取共享内存的信息
    struct stat buf;
    if(fstat(shmid, &buf) == -1)
        ERR_EXIT("fstat");

    printf("size : %ld mode : %o\n",buf.st_size, buf.st_mode & 0777);

    close(shmid);
    return 0;
}

shm_write.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
#include <sys/types.h>

#define ERR_EXIT(m)         \
    do                      \
    {                       \
        perror(m);          \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)

typedef struct stu{
    char name[32];
    int age;
}STU;

int main(int argc, char const *argv[])
{

    int shmid;
    //创建一个共享内存

    shmid = shm_open("/xyz", O_RDWR, 0);
    if(shmid == -1)
        ERR_EXIT("shm_open");

    printf("shm_open success\n");

    //获取共享内存的信息
    struct stat buf;
    if(fstat(shmid, &buf) == -1)
        ERR_EXIT("fstat");

    STU *p;
    //如果指定了PROT_WRITE和MAP_SHARED,shm_open的oflag应该指定为O_RDWR，否则会出现mmap: Permission denied
    p = mmap(NULL, buf.st_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, shmid, 0);
    if(p == MAP_FAILED)
        ERR_EXIT("mmap");

    strcpy(p->name, "test");
    p->age = 20;

    close(shmid);
    return 0;
}

shm_read.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
#include <sys/types.h>

#define ERR_EXIT(m)         \
    do                      \
    {                       \
        perror(m);          \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)

typedef struct stu{
    char name[32];
    int age;
}STU;

int main(int argc, char const *argv[])
{

    int shmid;
    //创建一个共享内存

    shmid = shm_open("/xyz", O_RDONLY, 0);
    if(shmid == -1)
        ERR_EXIT("shm_open");

    printf("shm_open success\n");

    //获取共享内存的信息
    struct stat buf;
    if(fstat(shmid, &buf) == -1)
        ERR_EXIT("fstat");

    STU *p;
    //如果指定了PROT_WRITE和MAP_SHARED,shm_open的oflag应该指定为O_RDWR，否则会出现mmap: Permission denied
    p = mmap(NULL, buf.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, shmid, 0);
    if(p == MAP_FAILED)
        ERR_EXIT("mmap");

    printf("name : %s\n", p->name);
    printf("age : %d\n", p->age);

    close(shmid);
    return 0;
}

shm_unlink.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */

#define ERR_EXIT(m)         \
    do                      \
    {                       \
        perror(m);          \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)

int main(int argc, char const *argv[])
{

    shm_unlink("/xyz");
    return 0;
}