繼學習過進程間通信的兩種方式管道和消息隊列之後,接下來就要學習一個速度最快的
進程間通信的方式——共享內存。
爲什麼說共享內存是最快的IPC形式呢?因爲它省掉了兩次數據拷貝的過程。一旦這樣的內存映射到共享
他的進程的地址空間,這些進程間數據傳遞不在涉及到內核(就是進程不在通過執行進入內核的系統調用來
傳遞數據)。
1、共享內存的示意圖
2、共享內存在操作系統這的數據結構:(使用命令 cat /usr/include/linux/shm.h可查看
詳細數據結構)
3、共享內存的特點
- 共享內存是最快的IPC形式
- 共享內存的 生命週期歲內核,刪除時需要使用命令ipcrm -q 手動刪除或者調用接口進行刪除
- 共享內存 沒有互斥與同步機制
4、共享內存的藉口函數
(1)共享內存的創建函數
int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg);
參數:key(非0整數):共享內存段的名字(與消息隊列類似,由ftok()函數獲得);
size:共享內存的大小(以頁爲單位,一頁的大小爲4096kB);
shmflg:權限標誌,與open函數的mode參數一樣;
返回值:創建成功返回共享內存的標識符,失敗返回-1
(2)將共享內存與進程進行連接的連接函數
void *shmat(int shm_id, const void *shm_addr, int shmflg);
參數:shm_id: 是由shmget 函數返回的共享內存標識符;
shm_addr:指定共享內存連接到當前進程的地址位置,通常爲空,表示讓系統來選擇
共享內存的地址;
shm_flg:是一組標誌位,通常爲0;
返回值:調用成功後返回一個指向共享內存第一個字節的指針,調用失敗返回-1
(3)共享內存與進程的去關聯函數
int shmdt(const void *shmaddr);
參數:shmaddr:是shmat函數返回的地址指針;
返回值:調用成功返回0,失敗返回-1
(4)共享內存控制(刪除)函數
int shmctl(int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf);
參數:shm_id:是shmget函數返回的共享內存標識符;
cmd: 控制共享內存要採取的操作,可以取以下三個值(我們要銷燬共享內存,用IPC_RMID即可); buf : 是一個結構體指針,指向共享內存模式和訪問權限的結構體
5、共享內存的實現
comm.c
#include "comm.h"
static int commshm(int size,int flags)//利用參數判斷創建還是獲取
{
key_t key=ftok(PATHNAME,PROJ_ID);
if(key<0)
{
perror("ftok");
return -1;
}
int shmid=shmget(key,size,flags);
if(shmid<0)
{
perror("shmget");
return -2;
}
return shmid;
}
int creatshm(int size)//創建共享內存
{
return commshm(size,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
}
int getshm(int size)//獲取共享內存
{
return commshm(size,IPC_CREAT);
}
int destroy(int shmid)//銷燬共享內存
{
if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)<0)
{
perror("shmctl");
return -1;
}
return 0;
}
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 PROJ_ID 0x6666
int creatShm(int size);
int destroyShm(int shmid);
int getshm(int size);
#endif
server.c
#include "comm.h"
int main()
{
int shmid=creatshm(1024);
printf("creat shm succeed!\n");
char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
sleep(2);
int i=0;
while(i++<10)
{
printf("client say:%s\n",addr);
sleep(1);
}
shmdt(addr);
sleep(5);
destroy(shmid);
return 0;
}
client.c
#include "comm.h"
int main()
{
int shmid=getshm(1024);
sleep(1);
char *addr=shmat(shmid,NULL,0);
sleep(2);
int i=0;
while(i<10)
{
addr[i]='A'+i;
i++;
addr[i]=0;
sleep(1);
}
shmdt(addr);
sleep(1);
return 0;
}
makefile
.PHONY:all
all:server client
server:server.c comm.c
gcc -o $@ $^
client:client.c comm.c
gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
rm -f client server
測試過程及結果:
當我們寫完Makefile後,make進行編譯,然後運行./server進行創建共享內存
在共享內存中,我們也可以用命令ipcs -m查看共享內存,也可用ipcrm -m+編號進行刪除。
共享內存就這樣完成了。