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[操作系统]进程间通信(四)—共享内存


我会用几篇博客总结一下在Linux中进程之间通信的几种方法,我会把这个开头的摘要部分在这个系列的每篇博客中都打出来

进程之间通信的方式

  • 管道
  • 消息队列
  • 信号
  • 信号量
  • 共享存储区
  • 套接字(socket)

进程间通信(三)—信号量传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5649792.html

进程间通信(二)—消息队列传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5642575.html

进程间通信(一)—管道传送门:http://www.cnblogs.com/lenomirei/p/5636339.html

这篇主要记录的是共享存储区的相关操作,说是共享存储区,其实就是共享内存,进程拥有的能互相通信存储区也就有内存了吧

为什么用共享存储区进行通信?因为快!管道是文件,操作慢,消息队列创建操作都有消耗所以慢,共享内存是要创建好两个进程都可以直接对这块内存进行操作,互相都是可见的。

为什么用共享存储区编写程序?因为接口简单!操作绝对比消息队列简单好多。

  • 创建共享存储区

虽然感觉很简单的事情,但是还是要创建开辟一下,不然每个进程都用自己的地址空间映射到不同的物理地址,哪怕虚拟地址是一样的,也是各自独立的,互相不可见,声明了这个共享存储区之后,才可以往这个公共的区域映射(这样才有用不是么)。

  • 函数原型:int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
  • 头文件:#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
  • 参数解析
    • key参数通过ftok函数的返回值取得,或者传入IPC_PRIVATE由操作系统自动分配
    • size表示你要开辟多大的共享存储空间,PS:分配空间最终会变成分配物理空间,是通过分配整页的方式实现的,Linux系统下一页大小是4KB=4096B,小于4096B则分配一页,size传入4097则分配两页
    • shmflg有IPC_CREAT 和 IPC_EXCL

调用这个函数就可以开辟一个共享存储区了,可以通过ipcs -m查看当前共享存储区状态

第一个键值就是传入的key,shmid标识唯一共享内存段,拥有者权限字节就不多说了额,这个nattch是指当前有多少个进程连接到该共享存储区

nattch:只创建共享存储区是不够的,你需要把它和进程链接,才能让进程的地址空间中的一段地址映射到共享内存段上。

  • 共享存储区的连接

这就讲一下用什么函数链接共享存储区,需要注意的是,两个进程都需要链接才可以,创建共享存储区的进程不会自动连接,也需要调用链接函数

  • 函数原型:void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
  • 头文件:#include <sys/types.h> #include <sys.shm.h>
  • 参数解析
    • shmid表示共享存储区的标识
    • 第二个参数表示共享存储区的开始地址,如果不是对内存十分了解建议交给操作系统去做,设置为0
    • shmflg可以设置当前进程的读写权限,SEM_RDONLY之类的,默认0为读写均可,测试程序我给了0

每有一个进程调用这个函数,就会使nattch增加1,返回值因为是个空类型的指针常常需要强制转换

  • 共享存储区的链接的断开

链接使用完之后就断开是个好习惯,而且对销毁共享存储空间也好

  • 函数原型:int shmdt(const void *shmaddr);
  • 头文件:#include <sys/types.h> #include <sys.shm.h>
  • 参数解析删除共享存储区
    • 就是要删除的共享存储区的起始地址,因为是空类型的指针,没必要转换,直接给来都能删除

 

 

  • 删除共享存储区

最后还是要用到shmctl函数来删除共享存储区

  • 函数原型:int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
  • 头文件:#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
  • 参数解析
    • shmid表示共享存储区的标识
    • cmd给出IPC_RMID表示删除
    • 因为第二个参数设置为IPC_RMID表示删除,第三个参数没用了,第三个参数直接给NULL(0)

 

事已至此,基本操作就说完了,废话少说,show me the code

我的程序分为comm.h(公共头文件)  comm.c(封装基本函数) server.c(简易服务器端) 一共3个文件

功能主要实现了简单的字符串共享?父进程写入,子进程打印,就这么简单

结果图并看不出什么鬼

comm.h

 1 #include <stdio.h> 2 #include <sys/types.h> 3 #include <string.h> 4 #include <sys/ipc.h> 5 #include <unistd.h> 6 #include <sys/shm.h> 7 #include <errno.h> 8 #include <stdlib.h> 9 10 11 #define _PATH_NAME_ "/tmp"12 #define _PROJ_ID_ 0x666613 14 15 16 static int comm_create_ssm(int flags,size_t size);17 int create_shm(size_t size);18 int get_shm();19 char *shm_at(int shm_id);20 void destory_shm(int shm_id);21 int shm_dt(char *addr);

 

comm.c

 1 #include "comm.h" 2  3  4 static int comm_create_shm(int flags,size_t size) 5 { 6  key_t _key=ftok(_PATH_NAME_,_PROJ_ID_); 7  if(_key<0) 8  { 9   printf("%d:%s",errno,strerror(errno));10  }11  int shm_id;12  if((shm_id=shmget(_key,size,flags))<0)13  {14   printf("shmget error,%d:%s",errno,strerror(errno));15  }16  return shm_id;17 }18 19 20 int create_shm(size_t size)21 {22  int flags=IPC_CREAT |IPC_EXCL;23  return comm_create_shm(flags,size);24 }25 26 int get_shm()27 {28  int flags=IPC_CREAT;29  return comm_create_shm(flags,0);30 }31 32 char *shm_at(int shm_id)33 {34  return (char *)shmat(shm_id,NULL,0);35 }36 int shm_dt(char *addr)37 {38  return shmdt(addr);39 }40 41 void destory_shm(int shm_id)42 {43  shmctl(shm_id,IPC_RMID,0);44 }

 

server.c

 1 #include "comm.h" 2  3  4  5 int main() 6 { 7  int pid=fork(); 8  if(pid>0) 9  {10   //father11   int shm_id=create_shm(4096);12   char *buf=shm_at(shm_id);13   int i=0;14   while(i<4096)15   {16    sleep(1);17    buf[i]='A';18    i++;19    buf[i]='\0';20   }21  }22  else23  {24   //child25   int shm_id=get_shm();26   char *buf=shm_at(shm_id);27   while(1)28   {29    sleep(1);30    printf("%s\n",buf);31   }32  }33  return 0;34 }