进程间通信——共享内存

2/22/2017来源:ASP.NET技巧人气:484

前言


进程间ipC通信的三大主题,消息队列,信号量,共享内存,我们接下来说一说共享内存,共享内存可以提供给服务器进程和客户进程之间进行通信,不需要进行数据的复制,所以速度最快,只需要让两个进程通过页表映射到同一块物理内存即可,这样,这块物理内存是两个进程都能看到的,这样当一个进程进行写操作,另外的一个进程也就可以做读操作。所以问题关键也就是给出一个特定的存储区。通常情况下,我们需要确保一个进程在写的时候,另外一个进程不能去读,所以我们可以使用信号量进行共享内存访问。

这里写图片描述

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创建共享内存


首先我们利用ftok函数生成key标识。

key_t ftok(const char *pathname, int PRoj_id);

然后我们使用shmget函数,这个函数可以进行创建共享内存。

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

在这你要看好,这个size是需要进行申请的共享内存的大小,需要注意的是,操作系统为你提供的时候是按照页来提供的,因为是按照页提供的,所以size为4k的整数倍,然后shmflg和信号量以及消息队列的类似,如果要创建新的共享内存,那么就是使用IPC_CREATE,IPC_EXCL。如果是已存在的,那么只需要使用IPC_CREATE或者传0。

挂接共享内存


创建好共享的内存以后,这个时候我们就应该考虑的是让进程去挂接共享内存。

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

挂接共享内存,shmflg一般表示什么方式进行挂接,一般都是取0,shmid是挂接的进程号。这个函数返回的是一个地址,我们可以想一下使用malloc的时候如何使用的,这个和那个类似。

去关联共享内存


当一个进程不需要共享内存的时候,这个时候就需要去关联,

int shmdt(const void *shmaddr);

这个参数就是我们挂接以后返回的地址。

销毁共享内存


我们可以使用函数销毁共享内存,

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

上面的这个函数用来控制共享内存的操作,我们可以用它来删除共享内存,当cmd取IPC_RMID的时候就可以删除共享内存,另外我们也可以使用命令来进行操作ipcrm -m xxx 这样也可以进行销毁共享内存。

注意点


共享内存并没有提供互斥和同步机制,所以一般都是我们自己来做这个,可以使用信号量保证互斥,共享内存一般来提供对大块内存区域的访问,因为共享内存不想IPC另外两个一样需要拷贝和搬迁,所以共享内存是最快的,所以使用也比较多。

对于一个共享内存,实现也应用了引用计数的原理,当进程脱离了共享内存区之后,计数器会减一,只有当计数器变为0的时候,就是没有任何进程来使用这个共享内存区,这个时候共享内存才会被删除,当一个进程终止的时候,它所附加的共享内存区都会自动脱离。

实例


下面的例子是服务器进程进行创建共享共享内存,然后挂接,客户进程是得到关联共享内存,然后客户进程一秒发一个a,这个时候服务器进程接受到,打印,从而实现共享内存。

comm.h

#ifndef __COMM_H_ #define __COMM_H_ #include<stdio.h> #include<sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h> #define PATHNAME "." #define PROJID 0x6666 #define SIZE 4096*1 int Comm_Shm(int flags); int Create_Shm(); int Get_Shm(); int Destory_Shm(int shmid); char *At_Shm(int shmid); int Dt_Shm(char *mem_addr); #endif //!__COMM_H_

comm.c

#include"comm.h" int Comm_Shm(int flags) { key_t shmkey=ftok(PATHNAME,PROJID); if(shmkey<0) { perror("ftok"); return -1; } printf("sda"); int shmid=shmget(shmkey,SIZE,flags); if(shmget<0) { perror("shmget"); return -2; } printf("create"); return shmid; } int Create_Shm() { return Comm_Shm(IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666); } int Get_Shm() { return Comm_Shm(0); } int Destory_Shm(int shmid) { int ret=shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); if(ret<0) { perror("shmctl"); return -1; } return 0; } char* At_Shm(int shmid) { char *shm=(char *)shmat(shmid,NULL,0); return shm; } int Dt_Shm(char *mem_addr) { int ret =shmdt(mem_addr); return 0; }

client.c

#include"comm.h" int main() { int shmid=Get_Shm(); char *add=At_Shm(shmid); printf("physic address:%s",add); int i=0; while(1) { sleep(1); add[i++] = 'a'; i %= (SIZE-1); add[i]='\0'; } Dt_Shm(add); return 0; }

server.c

#include"comm.h" int main() { int shmid=Create_Shm(); sleep(5); char *add=At_Shm(shmid); while(1) { sleep(1); printf("%s\n",add); } sleep(5); Dt_Shm(add); Destory_Shm(shmid); return 0; }