进程通信——共享内存

原理

共享内存有点像动态库

创建共享内存：操作系统在物理内存分配一段空间(Shared Memory Segment)

将共享内存挂起：通过页表将共享内存映射到两个进程的共享区

通信：拿到虚拟地址，写端直接在地址上写数据，读端直接在地址上读数据

断开挂起，销毁共享内存

和文件一样，共享内存也会有对应的内核结构体来描述，有对应的共享内存描述符。

接口

创建共享内存

ftok

ftok是一个算法函数，目的是通过路径名和proj_id的计算，获取到一个共享内存的唯一标识key值

ftok不能保证获取的key值和已经存在的共享内存不同，如果出现冲突，需要对参数做适当修改，

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shmget 

 

shmget可以通过key值创建/找到共享内存

size表示共享内存的大小，size大小尽量是内存块大小(4KB)的整数倍

shmflg是一个比特标志位的参数：

IPC_CREAT表示没有key对应的共享内存就创建，存在不创建

IPC_EXCL不单独使用，必须和IPC_CREAT一起用，表示如果已经存在对应的key所对应的共享内存就报错退出

mode，表示文件权限

shmid(共享内存描述符)和key都是共享内存的标识，二者有何区别？

key是操作系统层面的标识唯一性的值，而shmid是在进程层面标识唯一性的值

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挂起和解除挂起

shmat

 一般情况下，shmaddr传nullptr，shmflg传0就可以了。返回的void*指针需要类型转换后使用

shmdt

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销毁共享内存

shmctl

 这个函数的功能很多，介绍两种用法：

cmd是一个比特标志位的参数，可传参有很多。buf是一个输入型参数，它是一个结构体，结构体有很多共享内存的属性

cmd传IPC_RMID表示要销毁共享内存，buf直接传nullptr即可

cmd传IPC_STAT，buf传一个提前创建好的struct shmid_ds结构体指针即可，后面可以对buf结构体内容进行访问

共享内存销毁并不是直接销毁，操作系统会通过共享内存结构体的引用计数判断，只有当引用计数为0，才会真正销毁。否则本质都是让引用计数减1

共享内存特性

1.共享内存的生命周期是随内核的，用户不主动关闭，内存会一直存在，除非内核重启。

可以在进程使用结束后关闭，如果未能正常关闭：

使用ipcs -m查看当前所有内存块信息

ipcrm -m [shmid] 关闭内存

2.共享内存没有同步互斥类似的保护数据的机制，数据由用户维护

3.共享内存是所有进程通信中，速度最快的 

代码实例

//comm.hpp 包含客户端和服务端的头文件
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
 
//sever.cpp 服务端创建共享内存，读
#include "comm.hpp"
using namespace std;
int main()
{
    //Log log;
    // 创建共享内存
    key_t k = ftok("/home/ly/brilliant-alone/Linuxcode/IPC", 0x6666);
    int shmid = shmget(k,4096, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
    if(shmid < 0)
    {
        //cout << "shmget fail" <<  endl;
        cout << strerror(errno) <<  endl;
        return -1;
    }
    //挂到进程地址空间
    char* add = (char*)shmat(shmid, nullptr, 0);
    //读取
    while(1)
    {
        cout << "client say:" << add <
        sleep(1);
    }
 
    //断开挂起
    shmdt(add);
    //关闭
    shmctl(shmid, IPC_RMID, nullptr);
    return 0;
}
 
//client.cpp 客户端 写
#include "comm.hpp"
using namespace std;
 
int main()
{
    // 找shmid
    key_t k = ftok("/home/ly/brilliant-alone/Linuxcode/IPC", 0x6666);
    int shmid = shmget(k, 4096, IPC_CREAT);
    // 挂到进程地址空间
    char* add = (char*)shmat(shmid,nullptr,0);
    //写入
    while(1)
    {
        cout << "Input:";
        fgets(add, 4096, stdin);
    }
    shmdt(add);
    return 0;
}