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前面帶小伙伴們學(xué)習(xí)了共享內(nèi)存相關(guān)的內(nèi)容，先簡(jiǎn)單介紹下共享內(nèi)存，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)及函數(shù)的學(xué)習(xí)，最后擼代碼使用一下這些函數(shù)使用一下共享內(nèi)存，希望對(duì)大家有所幫助哈! 

1 共享內(nèi)存的概念及使用過(guò)程

1)共享內(nèi)存的概念

共享內(nèi)存是IPC機(jī)制中的一種。

共享內(nèi)存：即允許兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程共享一個(gè)給定的存儲(chǔ)區(qū)。

2)共享內(nèi)存的使用過(guò)程

① 進(jìn)程1創(chuàng)建共享內(nèi)存，接著映射共享內(nèi)存。

② 進(jìn)程2獲取共享內(nèi)存，映射共享內(nèi)存。

③ 交互完成，進(jìn)程1分離共享內(nèi)存，進(jìn)程2分離共享內(nèi)存。

④ 進(jìn)程1刪除共享內(nèi)存。

2 共享內(nèi)存相關(guān)的結(jié)構(gòu)及函數(shù)

0)共享內(nèi)存相關(guān)的結(jié)構(gòu)

內(nèi)核為每個(gè)共享存儲(chǔ)段維護(hù)著一個(gè)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少要為每個(gè)共享存儲(chǔ)段包含以下成員。

struct shmid_ds  
{ 
     struct ipc_perm shm_perm;    // 操作權(quán)限  
     size_t          shm_segsz;   // 段的大?。ㄒ宰止?jié)為單位）  
     time_t          shm_atime;   // 上一個(gè)進(jìn)程附加到該段的時(shí)間  
     time_t          shm_dtime;   // 上一個(gè)進(jìn)程分離開該段的時(shí)間 
     time_t          shm_ctime;   // 上一個(gè)進(jìn)程修改該段的時(shí)間  
     pid_t           shm_cpid;    // 創(chuàng)建該段進(jìn)程的PID  
     pid_t           shm_lpid;    // 上個(gè)shmat(2)/shmdt(2)的PID  
     shmatt_t        shm_nattch;  // 當(dāng)前附加到該段的進(jìn)程的個(gè)數(shù)  
     ... 
}; 

系統(tǒng)為每一個(gè)IPC對(duì)象保存一個(gè)ipc_perm結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)說(shuō)明了IPC對(duì)象的權(quán)限和所有者，每一個(gè)版本的內(nèi)核各有不用的ipc_perm結(jié)構(gòu)成員。

struct ipc_perm  
{ 
     key_t          __key;    // 為 shmget(2) 調(diào)用提供的鍵值 
     uid_t          uid;      // 共享內(nèi)存所有者的有效用戶UID  
     gid_t          gid;      // 共享內(nèi)存所有者所屬組的有效組GID  
     uid_t          cuid;     // 共享內(nèi)存創(chuàng)建者的有效用戶UID  
     gid_t          cgid;     // 共享內(nèi)存創(chuàng)建者所屬組的有效組ID  
     unsigned short mode;     // 特權(quán) + SHM_DEST 和SHM_LOCKED 標(biāo)志  
     unsigned short __seq;    // 序列號(hào) 
}; 

1)shmget函數(shù)

shmget函數(shù)用于創(chuàng)建或者獲取共享內(nèi)存，并返回其描述符id。

① 函數(shù)原型。

int shmget(key_t key,size_t sizie,int shmflg) 

② 頭文件。

include <sys/ipc.h>  
 
include <sys/shm.h>  

③ 參數(shù)。

key:共享內(nèi)存的鍵值。

size:共享內(nèi)存的大小。

shmflg:打開標(biāo)志，如果使用了IPC_CREAT，則會(huì)新創(chuàng)建一塊共享內(nèi)存。

④ 返回值。

成功：返回創(chuàng)建或者獲取到的共享內(nèi)存的描述符。

失?。?1。

2)shmat函數(shù)

shmat函數(shù)用于映射共享內(nèi)存，即將進(jìn)程連接到它的地址空間。

① 函數(shù)原型。

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

② 頭文件。

include <sys/types.h>  
 
include <sys/shm.h>  

③ 參數(shù)。

shmid:要映射的共享內(nèi)存的描述符。

shmaddr:共享內(nèi)存的地址。

shmflg:打開標(biāo)志，如果使用了IPC_CREAT,則會(huì)新創(chuàng)建一塊共享內(nèi)存。

④ 返回值。

成功：返回創(chuàng)建或者獲取到的共享內(nèi)存的描述符。

失?。?1。

3)shmdt函數(shù)

shmdt函數(shù)用于分離共享內(nèi)存，即操作完存儲(chǔ)段后，用此函數(shù)可以將進(jìn)程與此存儲(chǔ)段脫離開，即斷掉與共享內(nèi)存的聯(lián)系。

① 函數(shù)原型。

int shmdt(const void *shmaddr) 

② 頭文件。

#include <sys/types.h> 
 
#include <sys/shm.h>  

③ 參數(shù)。

shmaddr:要斷開的共享內(nèi)存的映射地址。

④ 返回值。

成功：0。

失敗：-1。

4)shmctl函數(shù)

shmctl函數(shù)用于控制共享內(nèi)存，通過(guò)參數(shù)可以對(duì)共享內(nèi)存進(jìn)行特定的操作。

① 函數(shù)原型。

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

② 頭文件。

#include <sys/ipc.h> 
 
#include <sys/shm.h>  

③ 參數(shù)。

shmid:要控制的共享內(nèi)存的id。

cmd:決定執(zhí)行什么樣的控制操作，如IPC_RMID(表示刪除)。

buf:獲取linux中描述共享內(nèi)存的shmid_ds結(jié)構(gòu)。基本不使用。

cmd可去的參數(shù)如下，需要參照上面的結(jié)構(gòu)shmid_ds和ipc_perm ：

IPC_STAT：取此段的shmid_ds結(jié)構(gòu)，并將它存儲(chǔ)在由buf指向的結(jié)構(gòu)中。

IPC_SET：按buf指向的結(jié)構(gòu)中的值設(shè)置與此共享存儲(chǔ)段相關(guān)的shmid_ds結(jié)構(gòu)中的下列3個(gè)字段：shmperm.uid、shm perm.gid和shmperm.mode。

此命令只能由下列兩種進(jìn)程執(zhí)行：一種是其有效用戶ID等于shm_perm.cuid或shmperm.uid的進(jìn)程;另一種是具有超級(jí)用戶特權(quán)的進(jìn)程。

IPC_RMID：從系統(tǒng)中刪除該共享存儲(chǔ)段。

除非使用該段的最后一個(gè)進(jìn)程終止或與該段分離，否則不會(huì)實(shí)際上刪除該存儲(chǔ)段。

不管此段是否仍在使用，該段標(biāo)識(shí)符都會(huì)被立即刪除，所以不能再用shmat與該段連接。

此命令只能由下列兩種進(jìn)程執(zhí)行：一種是其有效用戶ID等于shm_perm.cuid或shm_perm.uid的進(jìn)程;另一種是具有超級(jí)用戶特權(quán)的進(jìn)程。

下面兩個(gè)命令只能由超級(jí)用戶執(zhí)行：

SHM_LOCK：在內(nèi)存中對(duì)共享存儲(chǔ)段加鎖。

SHM_UNLOCK：解鎖共享存儲(chǔ)段。

④ 返回值。

成功：根據(jù)不同的操作返回不同的值。

失?。?1。

3 實(shí)例代碼

下面用兩個(gè)進(jìn)程，給大家演示下共享內(nèi)存的使用過(guò)程。

實(shí)例代碼如下，說(shuō)明都在代碼注釋中了。

WriteMemory.c。

#include <sys/types.h> 
#include <sys/shm.h> 
#include <sys/ipc.h> 
#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
 
#define SIZE 1024                              // 可輸入1K字符串 
 
 
struct SharedMemoryST 
{  
      int ReadWriteFlag;                       // 表明是誰(shuí)放進(jìn)去的 
      char CharData[SIZE];                     // 字符數(shù)組保存用戶輸入數(shù)據(jù) 
}; 
 
int main(int argc,char *argv[]) 
{ 
      int shmid; 
      int ReadStatusFlag = 1;                 // 內(nèi)存中數(shù)據(jù)是否被讀走，1未被讀走 
      struct SharedMemoryST *shm;             // 共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)變量 
      char buffer[SIZE]; 
  
      key_t key=ftok("/tmp",12);              // 創(chuàng)建共享內(nèi)存的鍵值，如果提示創(chuàng)建失敗（一般是沒(méi)有quit引起的），可以修改讀寫進(jìn)程的鍵值，都要改成同一數(shù)字 
 
      //1 創(chuàng)建共享內(nèi)存 
      shmid = shmget(key,sizeof(struct SharedMemoryST),IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777); 
      if(shmid == -1)                         // 如果創(chuàng)建失敗 
      { 
           printf("\nCreating share memory fail!\n\n"); 
           exit(1); 
      } 
 
      //2 映射共享內(nèi)存 
      shm = shmat(shmid,NULL,0);              // 內(nèi)存id，映射的位置，映射的標(biāo)志（此無(wú)特殊要求） 
 
 
      //3 查詢寫入的 
      while(ReadStatusFlag)                   // 循環(huán)檢查寫入共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)是否被讀走，讀走后退出循環(huán) 
      { 
           while(shm->ReadWriteFlag == 1) 
           { 
                sleep(1); 
                printf("\nWaiting read memory!\n"); 
           } 
   
           // 獲取用戶輸入 
           printf("\nPlease input data or input 'quit' to exit!\n\n"); 
           fgets(buffer,SIZE,stdin);          // 參數(shù)：字符串的位置，長(zhǎng)度，獲取的方式位置 
   
           // 將用戶輸入的字符串放入共享內(nèi)存 
           strncpy(shm->CharData,buffer,SIZE);// 參數(shù)：目的數(shù)據(jù)，源數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)大小 
   
           shm->ReadWriteFlag = 1; 
 
           if(strncmp(buffer,"quit",4) == 0)  // 最后一個(gè)參數(shù)為比較字符的數(shù)量 
           { 
                ReadStatusFlag = 0;           // 寫入共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)已經(jīng)被讀走 
           } 
 
      } 
 
      //4 脫離共享存 
      shmdt((const void *)shm); 
 
      return 0;                
} 

ReadMemory.c。

#include <sys/types.h> 
#include <sys/shm.h> 
#include <sys/ipc.h> 
#include <stdio.h> 
#include <unistd.h> 
#include <stdlib.h> 
 
#define SIZE 1024                        // 可輸入1K字符串 
 
struct SharedMemoryST 
{ 
     int ReadWriteFlag;                  // 標(biāo)明是讀進(jìn)程還是寫進(jìn)程放入了數(shù)據(jù) 
     char CharData[SIZE];                // 保存用戶輸入數(shù)據(jù) 
}; 
 
int main(int argc,char *argv[]) 
{ 
     int shmid; 
     int ReadStatusFlag = 1;            // 內(nèi)存中數(shù)據(jù)是否被讀走的標(biāo)志位，1表示未被讀走 
     struct SharedMemoryST *shm;        // 共享內(nèi)存結(jié)構(gòu) 
   
     key_t key=ftok("/tmp",12);         // 創(chuàng)建共享內(nèi)存的鍵值，如果提示創(chuàng)建失敗，修改一下數(shù)字即可,讀寫進(jìn)程都要改成同一數(shù)字 
  
   
     //1 創(chuàng)建/獲取共享內(nèi)存 
     shmid = shmget(key,sizeof(struct SharedMemoryST),IPC_CREAT|0777);//分配大小為結(jié)構(gòu)大小，1234是隨便給的鍵值 
 
     //2 映射共享內(nèi)存 
     shm = (struct SharedMemoryST *)shmat(shmid,NULL,0);              //內(nèi)存id，映射的位置，映射的標(biāo)志（此無(wú)特殊要求） 
 
     shm->ReadWriteFlag = 0; 
 
     //3 檢查是否收到信息，收到quit退出 
     while(ReadStatusFlag) 
     { 
          //打印共享內(nèi)存 
         if(shm->ReadWriteFlag == 1)    // 等于說(shuō)明有相應(yīng)的數(shù)據(jù) 
         {  
              printf("\nThe write context is: %s\n",shm->CharData); 
              shm->ReadWriteFlag = 0; 
       
              if(strncmp(shm->CharData,"quit",3) == 0) 
              { 
                    ReadStatusFlag = 0; // 結(jié)束查詢，退出 
              } 
         } 
     } 
 
     //4 脫離共享內(nèi)存 
     shmdt((const void *)shm); 
 
     //5 刪除共享內(nèi)存 
     shmctl(shmid,IPC_RMID,0); 
} 

寫共享內(nèi)存先創(chuàng)建共享內(nèi)存,寫入數(shù)據(jù)，讀共享內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)標(biāo)志查詢方式，退出輸入quit。

運(yùn)行結(jié)果如下：

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