基本概念
- 共享内存允许多个进程共享物理内存的同一块区域(通常被称为段)。
- 由于一个共享内存段会成为一个进程用户空间的一部分，因此这种 IPC 机制无需内核介入。与管道等技术相比，这种 IPC 技术的速度更快。
辨析
-
操作系统如何知道一块共享内存被多少个进程关联？
- 共享内存维护了一个结构体struct shmid_ds 这个结构体中有一个成员 shm_nattach 记录了关联的进程个数。
-
可不可以对共享内存进行多次删除 shmctl？什么时候真正删除呢?
- 可以的。因为shmctl 标记删除共享内存，不是直接删除。
- 当和共享内存关联的进程数为0的时候，就真正被删除。
-
共享内存和内存映射的区别
1.共享内存可以直接创建，内存映射需要磁盘文件（匿名映射除外）
2.共享内存效果更好
3.内存：所有的进程操作的是同一块共享内存。内存映射：每个进程在自己的虚拟地址空间中有一个独立的内存。
4.数据安全
5.生命周期-
内存映射区：进程退出，内存映射区销毁
-
共享内存：进程退出，共享内存还在，标记删除（所有的关联的进程数为0），或者关机
-
如果一个进程退出，会自动和共享内存进行取消关联。
共享内存使用步骤：
-
调用
shmget()创建一个新共享内存段或取得一个既有共享内存段的标识符(即由其 他进程创建的共享内存段)。- 这个调用将返回后续调用中需要用到的共享内存标识符。
-
调用
shmat()使该段成为调用进程的虚拟内存的一部分。 -
对共享内存进行读写操作。
- 为引用这块共享内存，程序需要使用由 shmat() 调用返回的 addr 值，它是一个指向进程的虚拟地址空间中该共享内存段的起点的指针。
-
调用
shmdt()来分离进程和共享内存段。在这个调用之后，进程就无法再引用这块共享内存了。- 这一步是可选的，并且在进程终止时会自动完成这一步。
-
调用
shmctl()来删除共享内存段。- 只有当当前所有附加内存段的进程都与之分离之后内存段才会销毁。只有最后一个进程需要执行这一步。
系统调用
- 创建一个新的共享内存段，或者获取一个既有的共享内存段的标识
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg)
- 和当前的进程进行关联
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)
- 解除当前进程和共享内存的关联
int shmdt(const void *shmaddr)
- 对共享内存进行操作
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf)
- 根据指定的路径名，和int值，生成一个共享内存的key
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id)
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg)
功能
创建一个新的共享内存段，或者获取一个既有的共享内存段的标识。
新创建的内存段中的数据都会被初始化为0
头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
参数
-
key: key_t类型是一个整形，通过这个找到或者创建一个共享内存。一般使用16进制表示，非0值
-
size: 共享内存的大小 -
shmflg: 属性-
访问权限
-
附加属性：创建/判断共享内存是不是存在
-
创建：IPC_CREAT
-
判断共享内存是否存在： IPC_EXCL , 需要和IPC_CREAT一起使用：IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0664
-
-
返回值
-
失败：-1 并设置错误号
-
成功：>0 返回共享内存的引用的ID，后面操作共享内存都是通过这个值。
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)
功能
和当前的进程进行关联
头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
参数
-
shmid: 共享内存的标识（ID）,由shmget返回值获取 -
shmaddr: 申请的共享内存的起始地址，指定NULL，内核指定 -
shmflg: 对共享内存的操作-
读 ： SHM_RDONLY, 必须要有读权限
-
读写： 0
-
返回值
- 成功：返回共享内存的首（起始）地址。
- 失败(void *) -1
int shmdt(const void *shmaddr)
功能
解除当前进程和共享内存的关联
头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
参数
shmaddr：共享内存的首地址
返回值
- 成功 0
- 失败 -1
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf)
功能
对共享内存进行操作。删除共享内存，共享内存要删除才会消失，创建共享内存的进程被销毁了对共享内存是没有任何影响。
头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
参数
-
shmid: 共享内存的ID -
cmd: 要做的操作-
IPC_STAT : 获取共享内存的当前的状态
-
IPC_SET : 设置共享内存的状态
-
IPC_RMID: 标记共享内存被销毁
-
-
buf：需要设置或者获取的共享内存的属性信息-
IPC_STAT : buf存储数据
-
IPC_SET : buf中需要初始化数据，设置到内核中
-
IPC_RMID : 没有用，NULL
-
返回值
- 失败：-1
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id)
功能
根据指定的路径名，和int值，生成一个共享内存的key
头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
参数
-
pathname:指定一个存在的路径/home/nowcoder/Linux/a.txt/
-
proj_id: int类型的值，但是这系统调用只会使用其中的1个字节范围 ： 0-255 一般指定一个字符 'a'
返回值
- 成功：产生的key_t值
- 失败：-1
