Linux内核入门（十）——进程间通信：共享内存

前言
什么是共享内存
创建一块共享内存
代码测试

前言

上回书说到信号，七七八八的东西比较多，相比之下，共享内存就没那么多弯弯绕绕了，共享内存的使用思路和前面讲的管道通信比较像，我们来看看

什么是共享内存

顾名思义：共享内存本质是一段内存，它存在于内核空间，由用户创建和销毁，不同进程可以共同访问同一段共享内存。
这里就有个问题，共享内存谁都可以来随时读写，万一同时有两个进程同时在读写同一段共享内存咋办？这不得打起来？共享内存是不提供同步机制的，所以作为程序员需要编写一个机制来避免上述情况，例如用上节说到的信号来实现进程间同步。

还有一点：共享内存用起来有点像数组，下面的内容中我们可以感受一下。

创建一块共享内存

共享内存创建函数原型为：

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

key：shmget函数通过这个key，为创建的共享内存命名，函数成功时返回一个与key相关的共享内存标识符，用于后续的共享内存函数。调用失败返回-1.

使用时，如果是有亲缘关系进程间通信，我们设key值为IPC_PRIVATE，无亲缘关系进程间通信我们需要使用函数key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);获取一个唯一的key值，只要保证函数的两个参数一致，两个不相干的进程就可以找到同一段共享内存，从而实现进程通信。

size：就是共享内存大小，单位是字节。
shmflg：指明共享内存的权限，就像open函数中的mode参数一样，key值对应得共享内存不存在时需要使用IPC_CREAT作与操作。

好了，调用这个函数后，得到一块共享内存的id号，我们就可以直接去访问这段内存了吗？非也！共享内存是创建在内核空间的，用户空间的进程想要访问它还得来回切换，太麻烦了，我们需要将这段内存连接到当前进程的地址空间，然后才能愉快访问这段内存。

连接函数的函数原型为：

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

这是一个指针函数，返回一个指针，类型为空，指向共享内存的第一字节，我们可以将其强制转化为所需的数据类型。
shmid：是由shmget()函数返回的共享内存标识。
shmaddr：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。
shmflg：是一组标志位，通常为0。

连接成功后我们就可以使用fgets()这样的读写函数访问共享内存了，访问结束后我们需要将连接过来的内存进行分离，还要对创建的共享内存进程删除，需要用到以下两个函数：

int shmdt(const void *shmaddr);

该函数用来分离共享内存和进程地址空间之间的连接，参数shmaddr就是函数shmat()的返回值。

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

该函数用来删除创建出来的共享内存，
shmid：是shmget()函数返回的共享内存标识符。
cmd：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

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，一般设为NULL。

代码测试

创建一块共享内存，向里面写入数据后再读取，最后删除共享内存。

#include <>
#include <sys/>
#include <sys/>
#include <>

int main(void)
{
    int shmid;
    char *p;
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE,128,0777);                   //创建共享内存
    if(shmid<0){
        printf("creat share memory failure.\n");
        return -1;
    }
    printf("creat share memory sucess,id is %d.\n",shmid);
    system("ipcs -m");                                      //调用命令，查看当前共享内存

    p = (char*)shmat(shmid,NULL,0);                         //连接到进程空间
    if(p == NULL){
        printf("attaches memory failure.\n");
        return -2;
    }
    printf("attaches memory sucess.\n");

    fgets(p,128,stdin);                                     //从键盘读取数据，写入到共享内存

    printf("share memory content is %s\n",p);               //打印共享内存中的数据

    shmdt(p);                                               //分离连接
    shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);                            //删除共享内存
    system("ipcs -m");                                      //调用命令，查看当前共享内存

    return 0;
}

运行

这里有个小问题：这段共享内存，写了一些数据进去，此时的指针指向哪里？是数据结尾还是内存开头？按理说，共享内存里的数据读完不会消失，那多次写入，多次读取会怎么样？
我没找到相关的资料，等待以后有能力了再来解答。

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