导读共享内存是在内存中单独开辟的一段内存空间,这段内存空间有自己特有的数据结构,包括访问权限、大小和最近访问的时间等。
共享内存 IPC 原理
共享内存进程间通信机制主要用于实现进程间大量的数据传输,下图所示为进程间使用共享内存实现大量数据传输的示意图:
共享内存是在内存中单独开辟的一段内存空间,这段内存空间有自己特有的数据结构,包括访问权限、大小和最近访问的时间等。该数据结构定义如下:
from /usr/include/linux/shm.hstruct shmid_ds {struct ipc_perm shm_perm; /* operation perms 操作权限 */int shm_segsz; /* size of segment (bytes) 段长度大小 */__kernel_time_t shm_atime; /* last attach time 最近attach时间 */__kernel_time_t shm_dtime; /* last detach time 最近detach时间 */__kernel_time_t shm_ctime; /* last change time 最近change时间 */__kernel_ipc_pid_t shm_cpid; /* pid of creator 创建者pid */__kernel_ipc_pid_t shm_lpid; /* pid of last operator 最近操作pid */unsigned short shm_nattch; /* no. of current attaches */unsigned short shm_unused; /* compatibility */void *shm_unused2; /* ditto – used by DIPC */void *shm_unused3; /* unused */|};
系统对共享内存做了以下限制:
#define SHMMAX 0x2000000 /* max shared seg size (bytes) 最大共享段大小 */#define SHMMIN 1 /* min shared seg size (bytes) 最小共享段大小 */#define SHMMNI 4096 /* max num of segs system wide */#define SHMALL (SHMMAX/getpagesize()*(SHMMNI/16))|define SHMSEG SHMMNI /* max shared segs per process */
Linux 共享内存管理
1.创建共享内存
#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
/** 第一个参数为 key 值,一般由 ftok() 函数产生* 第二个参数为欲创建的共享内存段大小(单位为字节)* 第三个参数用来标识共享内存段的创建标识*/
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
2.共享内存控制
#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
/** 第一个参数为要操作的共享内存标识符* 第二个参数为要执行的操作* 第三个参数为 shmid_ds 结构的临时共享内存变量信息*/
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
3.映射共享内存对象
#include <sys/types.h>#include <sys/shm.h>
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
4.分离共享内存对象
在使用完毕共享内存空间后,需要使用 shmdt() 函数调用将其与当前进程分离。函数声明如下:
#include <sys/types.h>#include <sys/shm.h>
int shmdt(const void *shmaddr);
共享内存在父子进程间遵循的约定
1.使用 fork() 函数创建一个子进程后,该进程继承父亲进程挂载的共享内存。
2.如果调用 exec() 执行一个新的程序,则所有挂载的共享内存将被自动卸载。
3.如果在某个进程中调用了 exit() 函数,所有挂载的共享内存将与当前进程脱离关系。
程序实例
#include#include <sys/ipc.h>#include <sys/shm.h>#include <sys/types.h>#include#include#define SHM_SIZE 1024int main(){int shm_id, pid;int *ptr = NULL;
/* 申请共享内存 */
shm_id = shmget((key_t)1004, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0600);
ptr = (int*)shmat(shm_id, 0, 0);printf(“Attach addr is %p \n”, ptr);*ptr = 1004;printf(“The Value of Parent is : %d \n”, *ptr);if((pid=fork()) == -1){perror(“fork Err”);exit(0);}else if(!pid){printf(“The Value of Child is : %d \n”, *ptr);exit(0);}else{sleep(1);
/* 解除映射 */
shmdt(ptr);
/* 删除共享内存 */
shmctl(shm_id, IPC_RMID, 0);}return 0;}
输出结果:
《Linux云计算及运维架构师高薪实战班》2018年07月16日即将开课中,120天冲击Linux运维年薪30万,改变速约~~~~
– END –