Linux共享内存的创建及应用-猿码集

1. Linux共享内存的概念

Linux共享内存是一种用于进程间通信（IPC）的机制，允许多个进程共享同一块内存区域。这种方式比起其他IPC方式（如管道、消息队列等）更为高效，适用于需要频繁访问共享数据的场景。在Linux系统中，共享内存使用key来标识不同的内存区域。

2. 创建共享内存

2.1 获取共享内存标识符

在创建共享内存之前，首先需要通过调用shmget函数获取共享内存标识符。该函数的原型如下：

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

其中，key是标识共享内存的键值，size是要创建的共享内存的大小（单位为字节），shmflg是一组标志位。

例如，要创建一块大小为1MB的共享内存：

key_t key = ftok("/tmp/memfile", 'R');
size_t size = 1024 * 1024; // 1MB
int shmflg = IPC_CREAT | 0666;
int shmid = shmget(key, size, shmflg);
if (shmid == -1) {
    perror("shmget");
    exit(1);
}

在上述示例中，我们调用了ftok函数来生成键值，该函数会根据指定的文件路径和一个字符来生成一个唯一的键值。然后，我们将指定的标志位设置为IPC_CREAT | 0666，表示创建共享内存并给予读写权限。

2.2 将共享内存映射到进程地址空间

得到共享内存标识符之后，下一步是将该内存映射到进程的地址空间中。这可以通过调用shmat函数完成：

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

其中，shmid是共享内存标识符，shmaddr是指定映射的地址（通常传入NULL），shmflg是一组标志位。

成功调用shmat函数后，返回的是一个指向共享内存段的指针，可以用于访问共享内存中的内容。

void *shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (void *) -1) {
    perror("shmat");
    exit(1);
}

在上述示例中，我们将共享内存映射到进程的地址空间，并将返回的指针赋给shmaddr变量。

3. 使用共享内存

3.1 写入共享内存

要向共享内存中写入数据，可以直接通过指针对共享内存区域进行写操作。

strcpy((char *)shmaddr, "Hello, shared memory!");

在上述示例中，我们使用strcpy函数将字符串"Hello, shared memory!"写入到共享内存中。

3.2 读取共享内存

要从共享内存中读取数据，同样可以通过指针直接读取共享内存区域的内容。

char buffer[1024];
strcpy(buffer, (char *)shmaddr);

在上述示例中，我们将共享内存中的内容复制到buffer中。

4. 删除共享内存

4.1 解除共享内存的映射

在使用完共享内存后，需要调用shmdt函数来解除共享内存的映射关系：

int shmdt(const void *shmaddr);

其中，shmaddr是共享内存的指针。

4.2 删除共享内存

要删除共享内存，需要调用shmctl函数：

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

其中，shmid是共享内存标识符，cmd是指定要执行的操作，buf是一个指向shmid_ds结构体的指针。

要删除共享内存，可以将cmd设置为IPC_RMID：

struct shmid_ds shmid_ds;
int res = shmctl(shmid, IPC_RMID, &shmid_ds);
if (res == -1) {
    perror("shmctl");
    exit(1);
}

5. 总结

共享内存是一种高效的进程间通信机制，适用于需要共享数据的场景。在Linux系统中，通过shmget函数创建共享内存，通过shmat函数将共享内存映射到进程的地址空间中。使用过程中，需要注意调用shmdt函数解除共享内存的映射关系，以及调用shmctl函数删除共享内存。在写入和读取共享内存时，可以直接通过指针对共享内存区域进行读写操作。

Linux共享内存的创建及应用