Linux IPC实践(9) --System V共享内存

共享内存API

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(const void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

//System V 共享内存基本数据结构
struct shmid_ds
{
    struct ipc_perm shm_perm;    /* Ownership and permissions: System V IPC所共有的数据结构 */
    size_t          shm_segsz;   /* Size of segment (bytes): 共享内存段的大小 */
    time_t          shm_atime;   /* Last attach time */
    time_t          shm_dtime;   /* Last detach time */
    time_t          shm_ctime;   /* Last change time */
    pid_t           shm_cpid;    /* PID of creator */
    pid_t           shm_lpid;    /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */
    shmatt_t        shm_nattch;  /* No. of current attaches */
    ...
};

shmget

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

创建共享内存,并将该内存的内容初始化为0;

打开一个已经存在共享内存, 如果打开时不知道共享内存的大小, 可以将size指定为0, shmflg可以指定为0(按照默认的权限打开);

参数:

key:这个共享内存段名字;

size:共享内存大小(bytes);

shmflg:用法类似msgget中的msgflg参数;

返回值:

成功返回一个非负整数，即该共享内存段的标识码；失败返回-1

/**示例: 创建并打开一个共享内存 **/
int main(int argc,char **argv)
{
    const int SHM_SIZE = 1024;
    int shmid = shmget(0x1234, SHM_SIZE, 0666|IPC_CREAT);
    if (shmid == -1)
        err_exit("shmget error");
    cout << "share memory get success" << endl;
}

shmat

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

连接到本进程地址空间, 成功连接之后, 对该内存的操作就与malloc来的一块内存非常类似了, 而且如果这块内存中有数据, 则就可以直接将其中的数据取出来!!

参数:

shmaddr:指定连接的地址(推荐使用NULL)

shmflg:一般指定为0, 表示可读,可写; 而它的另外两个可能取值是SHM_RND和SHM_RDONLY(见下)

返回值：

成功返回一个指针，指向共享内存起始地址；失败返回(void *) -1

shmaddr与shmflg组合说明
shmaddr为NULL	Linux内核自动为进程连接到进程的内存(推荐使用)
shmaddr不为NULL且shmflg无SHM_RND标记	以shmaddr为连接地址
shmaddr不为NULL且shmflg设置了SHM_RND标记	连接的地址会自动向下调整为SHMLBA的整数倍; 公式：shmaddr - (shmaddr % SHMLBA) SHMLBA为内存页面的大小(4K)
shmflg=SHM_RDONLY	只读共享内存, 不然的话就是可读,可写的, 注意: 此处没有可读,可写这个概念

shmdt

int shmdt(const void *shmaddr);

参数:

shmaddr: 由shmat所返回的指针

注意：将共享内存段与当前进程脱离不等于删除共享内存段

/** 示例: 将数据写入/读出共享内存
程序write: 将数据写入共享内存
程序read: 将数据读出共享内存(当然, 可以读取N多次)
**/
//write程序
struct Student
{
    char name[26];
    int age;
};
int main(int argc,char **argv)
{
    int shmid = shmget(0x1234, sizeof(Student), 0666|IPC_CREAT);
    if (shmid == -1)
        err_exit("shmget error");

    // 以可读, 可写的方式连接该共享内存
    Student *p = (Student *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (p == (void *)-1)
        err_exit("shmat error");
    strcpy(p->name, "xiaofang");
    p->age = 22;
    shmdt(p);
}

//read程序
int main(int argc,char **argv)
{
    int shmid = shmget(0x1234, 0, 0);
    if (shmid == -1)
        err_exit("shmget error");

    // 以只读方式连接该共享内存
    Student *p = (Student *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (p == (void *)-1)
        err_exit("shmat error");

    // 直接将其中的内容打印输出
    cout << "name: " << p->name << ", age: " << p->age << endl;
    shmdt(p);
}

shmctl

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

设置/获取共享内存属性

参数:

cmd:将要采取的动作(三个取值见下)

buf:指向一个保存着共享内存的模式状态和访问权限的数据结构

System V共享内存小结:

1.共享内存被别的程序占用,则删除该共享内存时,不会马上删除(引用计数计数);

2.此时会出现一个现象:该共享内存的key变为0x00000000,变为私有;

3.此时还可以读,但必须还有办法获取该共享内存的ID(shmid),因为此时试图通过该共享内存的key获取该共享内存,是白费的!

/** 示例: 删除共享内存 **/
int main(int argc,char *argv[])
{
    int shmid = shmget(0x1234, 0, 0);
    if (shmid == -1)
        err_exit("shmget error");

    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1)
        err_exit("shmctl IPC_RMID error");
    cout << "share memory remove success" << endl;
}