IPC-共享內存

IPC-共享內存

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父子進程之間

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<string.h>

#define SHM_SIZE 1024

int main(void)
{
    int shmid = shmget(IPC_PRIVATE, SHM_SIZE, 0666|IPC_CREAT);
    if(shmid == -1)
    {
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if(fork() > 0)
    {
        char *pshm = shmat(shmid, NULL, 0); // 0表示可讀可寫
        if(pshm == (char*)-1)
        {
            perror("shmat");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        memset(pshm, 0, SHM_SIZE);
        strncpy(pshm, "Hello world", 11);
        if(-1 == shmdt(pshm))
        {
            perror("shmdt");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        wait(NULL);
        printf("parent finish\n");
        return 0;
    }

    sleep(1);
    char *pshm = shmat(shmid, NULL, 0);
    if(pshm == (char*)-1)
    {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("child read from shm: %s\n", pshm);
    return 0;
}

非親緣進程之間

問題描述：非親緣進程之間，a進程給b進程通過共享內存發送數據

shmwr.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<unistd.h>

#define FTOKPATHNAME "./shmwr.c"

struct MSG
{
    int flag;
    char data[1024];
};

int main(void)
{
    key_t key = ftok(FTOKPATHNAME, 'a');    //ftok獲取一個唯一key，用於shmget
    if(-1 == key)
    {
        perror("ftok");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    int shmid = shmget(key, sizeof(struct MSG), 0666|IPC_CREAT);
    if(-1 == shmid)
    {
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    struct MSG *pmsg = (struct MSG *)shmat(shmid, NULL, 0); // 0表示可讀可寫
    if((char*)pmsg == (char*)-1)
    {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    memset(pmsg, 0, sizeof(struct MSG));

    while(1)
    {
        if(pmsg->flag == 0)
        {
            int ret = read(STDIN_FILENO, pmsg->data, sizeof(pmsg->data));
            if(-1 == ret)
            {
                perror("read");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            pmsg->flag = 1;     //不能放在strncmp下面
            putchar(10);
            if(strncmp(pmsg->data, "over", 4) == 0)
                break;
        }
        sleep(1);
    }
    if(-1 == shmdt(pmsg))
    {
        perror("shmdt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}

shmrd.c

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<unistd.h>

#define FTOKPATHNAME "./shmwr.c"

struct MSG
{
    int flag;
    char data[1024];
};

int main(void)
{
    key_t key = ftok(FTOKPATHNAME, 'a');
    if(-1 == key)
    {
        perror("ftok");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    int shmid = shmget(key, sizeof(struct MSG), 0666|IPC_CREAT);
    if(-1 == shmid)
    {
        perror("shmget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    struct MSG *pmsg = (struct MSG *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if((char*)pmsg == (char*)-1)
    {
        perror("shmat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while(1)
    {
        if(pmsg->flag == 1)
        {
            if(strncmp(pmsg->data, "over", 4) == 0)
                break;
            write(STDOUT_FILENO, pmsg->data, strlen(pmsg->data));
            putchar(10);
            pmsg->flag = 0;
        }
        sleep(1);
    }
    if(-1 == shmdt(pmsg))
    {
        perror("shmdt");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 最後一個進程離開shmid所標識的共享內存時，把共享內存刪掉。
    // 如果這不是最後一個進程離開，就把該共享內存標記爲刪除，真正的刪除在最後一個進程離開之後
    if(-1 == shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)) // 當使用標籤IPC_RMID時，第三個參數應爲NULL
    {
        perror("shmctl");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}

使用共享內存的優缺點

• 優點：我們可以看到使用共享內存進行進程間的通信真的是非常方便，而且函數的接口也簡單，數據的共享還使進程間的數據不用傳送，而是直接訪問內存，也加快了程序的效率。同時，它也不像匿名管道那樣要求通信的進程有一定的父子關係。

• 缺點：共享內存沒有提供同步的機制，這使得我們在使用共享內存進行進程間通信時，往往要藉助其他的手段來進行進程間的同步工作。