一. 簡介
剛剛我們了解了我們的IPC對象，我們知道我們的System V進程間的通信，在系統(tǒng)建立IPC通信的時候，必須指定一個ID值。而該ID的值，我們就可以通過ftok()函數(shù)來間接的得到。共享內(nèi)存就是我們的進程間的一種通信方式。
顧名思義，共享內(nèi)存就是就是允許兩個不相關(guān)的進程訪問同一個物理內(nèi)存。可以理解為多個進程共享同一塊物理內(nèi)存。共享內(nèi)存是進程間共享數(shù)據(jù)的一種最快的方法，進程可以將相同的物理內(nèi)存，映射到不同的虛擬地址空間中。所有的進程都可以訪問共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)?？梢岳斫鉃镃語言的malloc分配了一個空間，定義兩個指針變量保存了堆區(qū)的空間一樣。如果一個進行向共享內(nèi)存中寫入了數(shù)據(jù)，那么它的舉動會影響到可以訪問同一段內(nèi)存的其他進程。如下圖所示。
二. 共享內(nèi)存的實現(xiàn)步驟
我們的共享內(nèi)存的操作步驟分為以下四步:
1)創(chuàng)建共享內(nèi)存 ，既然叫做共享內(nèi)存，顧名思義，肯定是share memory 的縮寫。函數(shù)如下。
#include
#include
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
功能:申請一塊指定大小共享內(nèi)存
參數(shù):
@ key IPC_PRIVATE : 用于親緣間進程的通信
ftok()函數(shù)獲得: 用于非親緣關(guān)系的進程
@size 申請共享內(nèi)存的大小
(注：所有的內(nèi)存分配時以也4K的倍數(shù)為大小進行分配的。即如果一個進程申 請了1塊只有1byte的內(nèi)存，操作系統(tǒng)也會給該內(nèi)存分配4096bytes。但是真正能夠使用的只有1byte。 )
@shmflg 權(quán)限標志 (常用如下)。
IPC_CREAT | 0666 如果共享內(nèi)存不存在，則創(chuàng)建一個共享內(nèi)存，否則直接打開已存在的，返回其ID。
IPC_CREAT | IPC_EXCL |0666 只有在共享內(nèi)存不存在的時候，新的共享內(nèi)存才建立，否則若是存在，shmges調(diào)用失敗，并設(shè)置EEXITST錯誤碼。
返回值:
成功返回共享內(nèi)存的id號，失敗返回-1
查看IPC對象
ipcs –m 顯示共享內(nèi)存段的信息
ipcs -q 顯示消息隊列段的信息
ipcs -s 顯示信號燈集段的信息。
刪除IPC對象
ipcrm -m/-q/-s ID
理解方法：可以想象成我們使用open函數(shù)打開一個文件的時候，若是使用O_CREAT | O_EXECL,0666，若是文件存在，則顯示打開失敗。
練習：
自己利用ftok()函數(shù)創(chuàng)建一個key值，然后利用shmget()創(chuàng)建共享內(nèi)存。
如果共享內(nèi)存存在則報錯，不存在則創(chuàng)建。自己利用ipcs命令查看共享內(nèi)存信息。
2)映射共享內(nèi)存，把共享內(nèi)存和進程的地址空間聯(lián)系起來。(share memeor attach)
手冊閱讀：
翻譯：
shmat() 函數(shù)映射一個共享內(nèi)存段，把它和由當前進程調(diào)用的由shmid參數(shù)指定的地址空間聯(lián)系起來。
這個指定的地址空間，由shmaddr下列選擇指定：
如果 shmaddr 是NULL，操作系統(tǒng)選擇一個合適的(未使用的)共享內(nèi)存段。
如果SHM_RDONLY 被shmflag標志指定，這個被映射的進程的地址空間必須擁有讀權(quán)限。另一方面，段連接的地址空間若是想要讀寫的話，必須要有讀和寫的權(quán)限。沒有一個只寫概念的共享內(nèi)存段。
Shamt()函數(shù)成功返回共享內(nèi)存映射的地址空間，失敗返回(void *)-1并設(shè)置error
void * shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
功能:把shmid創(chuàng)建共享內(nèi)存塊附加到進程的私有地址。[進程的虛擬地址空間]
參數(shù):
@ shmid 共享內(nèi)存段的標識 [由shmget()函數(shù)得到]
@ shmaddr[將共享內(nèi)存映射到指定的地址空間]
NULL 讓系統(tǒng)自動完成映射
@ shmflg[映射的標志] 0 映射可以讀寫;
SHM_RDONLY 映射后只能讀
返回值：成功返回映射后的進程的地址空間
失敗返回(void *)-1,并且置errno
注意：進程結(jié)束之后，共享內(nèi)存的映射自動撤銷。
3)撤銷共享內(nèi)存。
int shmdt (const void * shmaddr);
功能：撤銷共享內(nèi)存到進程地址空間的映射
參數(shù)：
@smaddr 共享內(nèi)存映射到進程指定的地址空間
返回值:
成功返回 0
失敗返回 -1， 并且置errno
注:給shmdt傳遞的地址必須是shmat()函數(shù)獲得的。
4)刪除共享內(nèi)存。[shmat control]
int shmctl(int shmid, int cmd,struct shmid_ds *buf);
功能：對共享內(nèi)存進行控制
參數(shù)：
@shmid 共享內(nèi)存段的標識 [由shmget()函數(shù)得到]
@cmd 共享內(nèi)存的控制命令
IPC_RMID 刪除共享內(nèi)存。
@buf shmid 的一些信息。
NULL 表示不需要使用它。
返回值：
成功返回0，失敗返回-1
//結(jié)構(gòu)體簡介 [了解即可]
struct shmid_ds
{
struct ipc_perm shm_perm;/* 操作權(quán)限*/
int shm_segsz; /*段的大小(以字節(jié)為單位)*/
time_t shm_atime; /*最后一個進程附加到該段的時間*/
time_t shm_dtime; /*最后一個進程離開該段的時間*/
time_t shm_ctime; /*最后一個進程修改該段的時間*/
unsigned short shm_cpid; /*創(chuàng)建該段進程的pid*/
unsigned short shm_lpid; /*在該段上操作的最后1個進程的pid*/
short shm_nattch; /*當前附加到該段的進程的個數(shù)*/
/*下面是私有的*/
unsigned short shm_npages; /*段的大小(以頁為單位)*/
unsigned long *shm_pages; /*指向frames->SHMMAX的指針數(shù)組*/
struct vm_area_struct *attaches; /*對共享段的描述*/
};
IPC_RMID 破化共享內(nèi)存段。
代碼演示：
運行結(jié)果：
練習:利用共享內(nèi)存實現(xiàn)兩個進程間的shm_read.C和shm_write.C之間的通信。
[注意：兩個進程只要打開的是同一個文件路徑，則獲得相同的共享內(nèi)存。]
思路:
shm_read.c
…
//接收寫進程的信號
Signal(SIGUSR1，signal_handler)
{
}
//創(chuàng)建共享內(nèi)存
Shget
//內(nèi)存映射
Shmat
通過getpid()得到自己的pid號寫到共享內(nèi)存中，讓write進程獲取。
*(int *)paddr = getpid();
//循環(huán)把數(shù)據(jù)寫到共享內(nèi)存中去
While(1)
{
Pause();//修改等待寫進程書寫完畢，接收信號。
…
Read();
}
//撤銷進程
//刪除共享內(nèi)存
shm_write.c
//創(chuàng)建共享內(nèi)存
Shget
//內(nèi)存映射
Shmat
//獲得read進程的pid號，以便于向read進程發(fā)送信號
Pid = *(int *)paddr;
While(1)
{
putchar(‘>’);
fgets();
//書寫完畢發(fā)送信號。
kill(pid,SIGUSR1);
}
//解除映射
//刪除共享內(nèi)存
注意：由于write進程要獲得read進程的pid號，故要求read進程先運行，write進程后運行。
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