Linux 进程间通信 共享内存
1.特点:
1)共享内存是一种最为高效的进程间通信方式,进程可以直接读写内存,而不需要任何数据的拷贝。如管道当在内核空间创建以后,用户空间需要内存 拷贝,需要拷贝数据,所以效率低。
2)为了在多个进程间交换信息,内核专门留出了一块内存区,可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间
3)进程就可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝,从而大大提高的效率。
4)由于多个进程共享一段内存,因此也需要依靠某种同步机制,如互斥锁和信号量等
2.共享内存的使用步骤:
1)创建/打开共享内存
2)映射共享内存。即把指定的共享内存映射到进程的地址空间用于访问
3)撤销共享内存映射
4)删除共享内存对象
3.相关函数:
1)key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
功能:产生一个独一无二的key值
参数:Pathname:已经存在的且可访问文件的名字
Proj_id:一个字符(因为只用低8位),生成key的数字,不能为0
返回值:成功:key值;失败:-1
2)int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能:创建或打开共享内存对象
参数:key 键值 ; size 共享内存的大小 ; shmflg IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777(标志位,是否新建,和权限)
返回值:成功 shmid(共享内存ID) ; 出错 -1
3)void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能:映射共享内存,即把指定的共享内存映射到进程的地址空间用于访问
参数:shmid 共享内存的id号 ; shmaddr 一般为NULL,表示由系统自动完成映射,如果不为NULL,那么有用户指定
shmflg:SHM_RDONLY就是当前进程对该共享内存只能进行读操作 0 可读可写
返回值:成功:完成映射后的地址,出错:-1的地址
用法:(p = (char *)shmat(shmid,NULL,0)) == (char *)-1 (对-1强转成字符型地址)
4)int shmdt(const void *shmaddr);
功能:取消映射
参数:要取消的地址
返回值:成功0 ;失败的-1
5)int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
功能:(删除共享内存),对共享内存进行各种操作
参数:shmid 共享内存的id号 ; cmd IPC_STAT 获得shmid属性信息,存放在第三参数
IPC_SET 设置shmid属性信息,要设置的属性放在第三参数
IPC_RMID:删除共享内存,此时第三个参数为NULL即可
返回: 成功0 ; 失败-1
用法:shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
补充:
1、IPC对象创建后一直存在,直到被显示的删除,及最后一个进程要删除IPC对象
2、每个IPC对象除了有ID之外还有相关联的key值(IPC对象的属性),key值作用,通过key值,不同的进程能够找到打开同一个IPC对象,因为IPC对象创建好以后,他的ID是随机分配的,只有创建IPC对象的进程才能直接获得这个ID,其他进程是不知道这个ID的,其他进程就通过key去获得这个ID,通过key打开同一个IPC对象。key值为0表示私有的。不同的进程用ftok函数,生成的key值要一样,及ftok函数的参数就要保持一致。
例子:
通过终端输入信息,写入到共享内存中,然后打印共享内存中的数据
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h> int main(int argc, const char *argv[])
{
key_t key; //共享内存的唯一标识 key 值
int shmid; //
char *p = NULL; // 函数原型 key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);;
key = ftok("./app",'a'); //创建key值
if(key < )
{
perror("fail ftok ");
exit();
}//共享内存 不存在,创建
shmid = shmget(key,,IPC_CREAT|IPC_EXCL|);// 创建/打开共享内存,返回id根据id映射
if(shmid < )
{
if(errno == EEXIST)//文件存在时,直接打开文件获取shmid
{
printf("file eexist");
shmid = shmget(key,,); //如果创建了,直接打开
}
else
{
perror("shmget fail ");
exit();
}
}
p = (char *)shmat(shmid,NULL,);//映射,返回地址,根据地址操作,错误 返回 -1 的地址
if( p == (char *)(-) ) //错误形式判断
{
perror("shmat fail ");
exit();
} read(,p,);//从终端读数据,写入p指向的空间
printf("%s\n",p); //打印p指向空间的内容 shmdt(p);//解除映射 //int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); //删除 return ;
}
测试:终端输入123 写入共享内存中,然后通过共享内存打印出来
共享内存总结;
(1)key 值得获取,根据不同的key值获得这块共享内存唯一的id 根据这个唯一的 id 不同进程实现共同访问这块共享内存(进程间想访问同一块共享内存,就要得到这个共享内存唯一的id)
(2) key值通过函数 ftok 函数获取,函数的功能是根据不同的文件名,不同的字符得到这个不同的 key 值
(3) 当然这个key值其实就是一个整数,也可以通过给定确定的数创建 / 打开一块共享内存,使用 ftok 的目的是防止自己乱填数字,造成不同进程间访问冲突
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