Linux进程IPC浅析[进程间通信SystemV共享内存]
- 共享内存概念,概述
- 共享内存的相关函数
共享内存概念,概述：
共享内存区域是被多个进程共享的一部分物理内存
多个进程都可把该共享内存映射到自己的虚拟内存空间，所有用户空间的进程若要操作共享内存，都要将其映射到自己的虚拟内存空间中，通过映射的虚拟内存空间地址去操作共享内存，从而达到进程间的数据通信
共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法，一个进程向共享内存区域写入了数据，共享这个内存区域的所有进程就可以立刻看到其中的内容
本身不提供同步机制，可通过信号量进行同步(用信号量进行通知)
提升数据处理效率，一种效率最高的IPC机制
共享内存的属性信息：
struct shmid_ds{
struct ipc_perm shm_perm;
size_t shm_segsz; //共享内存大小
pid_t shm_lpid; //最后一次调用系统调用的进程的pid
pid_t shm_cpid; //创建者pid
shmatt_t shm_nattch;//当前成功映射的进程的数量
time_t shm_atime; //最后一个成功映射的时间
time_t shm_dtime; //最后一个解除映射的时间
time_t shm_ctime; //最后一次改变的时间
....;
}
共享内存的使用步骤：
使用shmget函数创建共享内存
使用shmat函数映射共享内存，将这段创建的共享内存映射到具体的进程虚拟内存空间中
创建共享内存
#include<sys/shm.h>
int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);
返回：如果成功，返回内核中共享内存的表示ID，如果失败，则返回-1
参数：
key:用户制定的共享内存键值
size_t:共享内存的大小
shmflg:IPC_CREAT,IPC_EXCL等权限
errno:
EINVAL(无效的内存段)
EEXIST(内存段已经存在，无法创建)
EIDRM(内存段已经被删除)
ENOENT(内存段不存在)
EACCES(权限不够)
ENOMEN(没有足够的内存来创建内存段)
对共享内存的控制：
#include<sys/shm.h>
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);
返回:成功返回0,出错返回-1
参数：
shmid：共享内存ID
buf:共享内存属性指针
cmd:
IPC_STAT 获取共享内存段属性
IPC_SET 设置共享内存段属性
IPC_RMID 删除共享内存段
SHM_LOCK 锁定共享内存段页面
SHM_UNLOCK 解除共享内存段页面的锁定
共享内存的映射和映射的解除:
#include<sys/shm.h>
void* shmat(int shmid,char *shmaddr,int shmflag);
返回：成功返回共享内存映射到进程虚拟内存空间中的地址，失败返回-1,然后通过操作共享内存的地址来进行写操作
int shmdt(char *shmaddr);
返回：如果失败，返回-1
参数：
shmid:共享内存ID
shmaddr:映射到进程虚拟内存空间的地址，建议设置为0,由系统分配
shmflg:若shmaddr设置为0,则shmflag也设置为0
SHM_RND
SHMLBA 地址为2的乘方
SHM_RDONLY 只读方式链接
errno
EINVAL 无效的IPC ID值或者无效的地址
ENOMEN 没有足够内存
EACCESS 权限不够
子进程不继承父进程创建的共享内存，大家是共享的，子进程继承父进程映射的地址
以下的代码是通过管道的形式来对共享内存实现同步,一个进程实现对共享内存的写后,通过管道通知另外一个进程去从共享内存中去读取:
/*
* ===========================================================================
*
* Filename: tell.h
* Description:
* Version: 1.0
* Created: 2017年04月16日 10时40分31秒
* Revision: none
* Compiler: gcc
* Author: (),
* Company:
*
* ===========================================================================
*/
#ifndef __TELL_H_
#define __TELL_H_
//初始化管道
extern void pipe_init();
//通知管道
extern void pipe_notify();
//管道阻塞等待
extern void pipe_wait();
//销毁管道
extern void pipe_destory();
#endif/*
* ===========================================================================
*
* Filename: tell.c
* Description:
* Version: 1.0
* Created: 2017年04月16日 10时42分23秒
* Revision: none
* Compiler: gcc
* Author: (),
* Company:
*
* ===========================================================================
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"tell.h"
#include<unistd.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
//管道的文件描述符号
static int pipe_fd[2];
//初始化管道
extern void pipe_init(){
if(pipe(pipe_fd) < 0){
perror("create pipe error\n");
}
}
//管道等待
extern void pipe_wait(){
char buffer[BUFFER_SIZE];
if((read(pipe_fd[0],&buffer,sizeof(buffer))) != 0){
printf("read content:%s\n",buffer);
}
}
//通知管道
extern void pipe_notify(){
ssize_t size;
char content[] = "notify";
if((size = write(pipe_fd[1],content,sizeof(content))) !=sizeof(content)){
perror("write error");
}
}
//销毁管道
extern void pipe_destory(){
close(pipe_fd[0]);
close(pipe_fd[1]);
}/*
* ===========================================================================
*
* Filename: shmtest.c
* Description:
* Version: 1.0
* Created: 2017年04月16日 10时51分54秒
* Revision: none
* Compiler: gcc
* Author: (),
* Company:
*
* ===========================================================================
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include"tell.h"
#include<sys/shm.h>
#define SHM_BUFFER_SIZE 1024
int main(int argc,char*argv[]){
pid_t pid;
int shmid;
//创建共享内存
shmid = shmget(IPC_PRIVATE,SHM_BUFFER_SIZE,IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0777);
if(shmid < 0){
perror("create share memory error");
}
//初始化管道
pipe_init();
if((pid = fork()) < 0){
}else if(pid > 0){
//父进程执行的时间片
//父进程进行共享内存的映射
int* shm_int_pointer = shmat(shmid,0,0);
if(shm_int_pointer == (int *)-1){
perror("error");
}
//父进程往共享内存中写数据
*shm_int_pointer = 10;
*(shm_int_pointer + 1)= 100;
*(shm_int_pointer + 2) = 1000;
//取消共享内存的映射
shmdt(shm_int_pointer);
//通知子进程
pipe_notify();
//管道进行销毁
pipe_destory();
wait(0);
}else{
//子进程执行的时间片
//子进程阻塞
pipe_wait();
int *shm_int_pointer = shmat(shmid,0,0);
if(shm_int_pointer == (int *)-1){
perror("error");
exit(1);
}
int num1 = *shm_int_pointer;
int num2 = *(shm_int_pointer+1);
int num3 = *(shm_int_pointer+2);
printf("num1:%d,num2:%d,num3:%d\n",num1,num2,num3);
shmdt(shm_int_pointer);
//删除共享内存
int shm_ctl_result = shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
if(shm_ctl_result == -1){
perror("delete shmctl error");
}
pipe_destory();
}
return 0;
}以上部分就是关于共享内存部分的相关简单的调用,代码调试过
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时间： 2024-10-11 15:13:15