linux进程通讯-共享内存1

一)概念:

　　1)Linux和所有的UNIX操作系统都允许通过共享内存在应用程序之间共享存储空间.

　　2)有两类基本的API函数用于在进程间共享内存:System v和POSIX.

　　3)这两类函数上使用相同的原则,核心思想就是任何要被共享的内存都必须经过显示的分配.

　　4)因为所有进程共享同一块内存,共享内存在各种进程间通信方式中具有最高的效率.

　　5)内核没有对访问共享内存进行同步,所以必须提供自己的同步措施,比如数据在写入之前,不允许其它进程对其进行读写.我们这里用wait来解决这个问题.

　　二)POSIX共享内存API

　　1)函数shm_open和shm_unlink非常类似于为普通文件所提供的open和unlink系统调用.

　　2)如果要编写一个可移植的程序,那么shm_open和shm_unlink是最好的选择.

　　3)shm_open:创建一个新的共享区域或者附加在已有的共享区域上.区域被其名字标识,函数返回各文件的描述符.

　　4)shm_unlink:类似于unlink系统调用对文件进行操作,直到所有的进程不再引用该内存区后才对其进行释放.

　　5)mmap:用于将一个文件映射到某一内存区中,其中也使用了shm_open函数返回的文件描述符.

　　6)munmap:用于释放mmap所映射的内存区域.

　　7)msync:同步存取一个映射区域并将高速缓存的数据回写到物理内存中,以便其他进程可以监听这些改变.

　　源程序1

　　#include <stdio.h>

　　#include <string.h>

　　#include <stdlib.h>

　　#include <unistd.h>

　　#include <sys/file.h>

　　#include <sys/mman.h>

　　#include <sys/wait.h>

　　void error_out(const char *msg)

　　{

　　perror(msg);

　　exit(EXIT_FAILURE);

　　}

　　int main (int argc, char *argv[])

　　{

　　int r;

　　const char *memname = "/mymem";

　　const size_t region_size = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);

　　int fd = shm_open(memname, O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR, 0666);

　　if (fd == -1)

　　error_out("shm_open");

　　r = ftruncate(fd, region_size);

　　if (r != 0)

　　error_out("ftruncate");

　　void *ptr = mmap(0, region_size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

　　if (ptr == MAP_FAILED)

　　error_out("MMAP");

　　close(fd);

　　pid_t pid = fork();

　　if (pid == 0){

　　u_long *d = (u_long *)ptr;

　　*d = 0xdeadbeef;

　　exit(0);

　　}

　　else{

　　int status;

　　waitpid(pid, &status, 0);

　　printf("child wrote %#lx\n", *(u_long *)ptr);

　　}

　　sleep(50);

　　r = munmap(ptr, region_size);

　　if (r != 0)

　　error_out("munmap");

　　r = shm_unlink(memname);

　　if (r != 0)

　　error_out("shm_unlink");

　　return 0;

　　}

　　编译:

　　gcc -o postix-shm postix-shm.c -lrt

　　./postix-shm

　　child wrote 0xdeadbeef

　　等50秒后,程序退出.

　　程序分析:

　　1)程序执行shm_open函数创建了共享内存区域,此时会在/dev/shm/创建mymem文件.

　　2)通过ftruncate函数改变shm_open创建共享内存的大小为页大小(sysconf(_SC_PAGE_SIZE)),如果不执行ftruncate函数的话,会报Bus error的错误.

　　3)通过mmap函数将创建的mymem文件映射到内存.

　　4)通过fork派生出子进程,而共享区域映射通过fork调用而被继承.

　　5)程序通过wait系统调用来保持父进程与子进程的同步.

　　6)在非父子进程也可以通过共享内存区域的方式进行通讯.