进程间通讯之mmap文件共享

进程间通讯之mmap文件共享

引文：

　　个人名言：“同一条河里淹死两次的人，是傻子，淹死三次及三次以上的人是超人”。经历过上次悲催的面试，决定沉下心来，好好的补充一下基础知识点。本文是这一系列第一篇：进程间通讯之mmap。

一、概念：什么是mmap?

　　通过共享存储实现进程间通讯是一个主要的进程间通讯的方式。它包括磁盘文件的共享和内存的共享，以前总是关注内存的共享，而忽略了磁盘文件的共享，也就是这里要讲的mmap。mmap地址映射是Linux系统提供的一种功能强大的系统调用，最典型的应用是用于显卡内存的映射。同样，对于普通的硬盘文件也可以进行mmap系统调用。mmap()系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read()，write（）等操作。

注：实际上，mmap()系统调用并不是完全为了用于共享内存而设计的。它本身提供了不同于一般对普通文件的访问方式，进程可以像读写内存一样对普通文件的操作。而Posix或系统V的共享内存IPC则纯粹用于共享目的，当然mmap()实现共享内存也是其主要应用之一。

函数原型如下所示：

#include <sys/mman.h>

void * mmap(void *start, size_t length, int prot , int flags, int fd, off_t offset);　　//建立映射

int munmap(void *start, size_t length);　　//解除映射

二、参数说明：

　　start： 起始虚拟地址，是用户期望使用的虚拟地址，如果进程的虚拟地址空间允许，那么会优先使用该地址。注意：该虚拟地址必须按页尺寸对齐。

length：映射的长度。

prot：期望的内存保护，注意不要和打开文件时的属性冲突。属性有PROT_EXEC、PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_NONE，分别为可执行、可读、可写、不可访问。

flags：指明映像对象的类型。类型有：MAP_FIXED（只使用指定的start虚拟地址）、MAP_SHARED（与其他进程共享该映射）、MAP_PRIVATE（创建一个写拷贝的映射，保持数据不影响原有文件）。

fd: 打开的文件句柄。

offset: 指明在文件中的偏移，注意：偏移也必须按页尺寸对齐。

其中最难理解的是start参数，它填入的是程序员期望使用的虚拟地址。如果该虚拟地址不冲突，那么mmap系统调用返回的值就应该是该虚拟地址。

三、代码实例

本例是打开一个普通的文件，对其进行mmap，然后读取文件内容：

 1 #include <sys/mman.h> /* for mmap and munmap */
 2 #include <sys/types.h> /* for open */
 3 #include <sys/stat.h> /* for open */
 4 #include <fcntl.h>     /* for open */
 5 #include <unistd.h>    /* for lseek and write */
 6 #include <stdio.h>
 7 int main(int argc, char **argv)
 8 {
 9     int fd;
10     char *mapped_mem, *p;
11     int flength = 1024;
12     void * start_addr = 0;
13     if(argc<2)
14         {
15             printf("please input filename\r\n");
16             return 0;
17         }
18     fd = open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
19     flength = lseek(fd, 1, SEEK_END);
20     write(fd, "\0", 1); /* 在文件最后添加一个空字符，以便下面printf正常工作 */
21     lseek(fd, 0, SEEK_SET);
22     mapped_mem = mmap(start_addr, flength, PROT_READ,        //允许读
23     MAP_PRIVATE,       //不允许其它进程访问此内存区域
24     fd, 0);
25     /* 使用映射区域. */
26     printf("%s\n", mapped_mem); /* 为了保证这里工作正常，参数传递的文件名最好是一个文本文件 */
27     close(fd);
28     munmap(mapped_mem, flength);
29     return 0;
30 }

 四、输出结果：新建文件1.txt 随意输入一些内容即可

[zhangzl@localhost mmap]$ ./ex01 1.txt
2
hello
world.