共享內存

共享內存

    共享內存是被多個進程共享的一部分物理內存。共享內存是進程間共享數據的一種最快的方法，一個進程向共享內存區域寫入了數據，共享這個內存區域的所有進程就可以立刻看到其中的內容。原理圖如下：

共享內存的實現分爲兩個步驟：

一、 創建共享內存，使用shmget函數。

二、 映射共享內存，將這段創建的共享內存映射到具體的進程空間去，使用shmat函數。

創建共享內存

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

key標識共享內存的鍵值：0/IPC_PRIVATE。當key的取值爲IPC_PRIVATE,則函數shmget將創建一塊新的共享內存；如果key的取值爲0，而參數中又設置了IPC_PRIVATE這個標誌，則同樣會創建一塊新的共享內存。

返回值：如果成功，返回共享內存表示符，如果失敗，返回-1。

映射共享內存

int shmat(int shmid,char *shmaddr，int flag)

參數：

shmid:shmget函數返回的共享存儲標識符

flag：決定以什麼樣的方式來確定映射的地址(通常爲0)

返回值：

如果成功，則返回共享內存映射到進程中的地址；如果失敗，則返回-1。

共享內存解除映射

當一個進程不再需要共享內存時，需要把它從進程地址空間中多裏。

int shmdt(char *shmaddr)

貢獻內存實例如下：

實驗要求：創建兩個進程，在A進程中創建一個共享內存，並向其寫入數據，通過B進程從共享內存中讀取數據。

chm_com.h函數

#define TEXT_SZ 2048

struct shared_use_st
{
    int written_by_you;
    char some_text[TEXT_SZ];
};

讀取進程：

/**********************************************************
*實驗要求：   創建兩個進程，通過共享內存進行通訊。
*功能描述：   本程序申請和分配共享內存，然後輪訓並讀取共享中的數據，直至
*           讀到“end”。
*日    期：   2010-9-17
*作    者：   國嵌
**********************************************************/
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include "shm_com.h"

/*
 * 程序入口
 * */
int main(void)
{
    int running=1;
    void *shared_memory=(void *)0;
    struct shared_use_st *shared_stuff;
    int shmid;
    /*創建共享內存*/
    shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(struct shared_use_st),0666|IPC_CREAT);
    if(shmid==-1)
    {
        fprintf(stderr,"shmget failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /*映射共享內存*/
    shared_memory=shmat(shmid,(void *)0,0);
    if(shared_memory==(void *)-1)
    {
        fprintf(stderr,"shmat failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("Memory attached at %X\n",(int)shared_memory);

    /*讓結構體指針指向這塊共享內存*/
    shared_stuff=(struct shared_use_st *)shared_memory;

    /*控制讀寫順序*/
    shared_stuff->written_by_you=0;
    /*循環的從共享內存中讀數據，直到讀到“end”爲止*/
    while(running)
    {
       if(shared_stuff->written_by_you)
       {
           printf("You wrote:%s",shared_stuff->some_text);
           sleep(1);  //讀進程睡一秒，同時會導致寫進程睡一秒，這樣做到讀了之後再寫
           shared_stuff->written_by_you=0;
           if(strncmp(shared_stuff->some_text,"end",3)==0)
           {
               running=0; //結束循環
           }
       }
    }
    /*刪除共享內存*/
    if(shmdt(shared_memory)==-1)
    {
        fprintf(stderr,"shmdt failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
       exit(EXIT_SUCCESS);
}

寫入進程：

/**********************************************************
*實驗要求：   創建兩個進程，通過共享內存進行通訊。
*功能描述：   本程序申請了上一段程序相同的共享內存塊，然後循環向共享中
*           寫數據，直至寫入“end”。
*日    期：   2010-9-17
*作    者：   國嵌
**********************************************************/
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include "shm_com.h"

/*
 * 程序入口
 * */
int main(void)
{
    int running=1;
    void *shared_memory=(void *)0;
    struct shared_use_st *shared_stuff;
    char buffer[BUFSIZ];
    int shmid;
    /*創建共享內存*/
    shmid=shmget((key_t)1234,sizeof(struct shared_use_st),0666|IPC_CREAT);
    if(shmid==-1)
    {
        fprintf(stderr,"shmget failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /*映射共享內存*/
    shared_memory=shmat(shmid,(void *)0,0);
    if(shared_memory==(void *)-1)
    {
        fprintf(stderr,"shmat failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("Memory attached at %X\n",(int)shared_memory);

    /*讓結構體指針指向這塊共享內存*/
    shared_stuff=(struct shared_use_st *)shared_memory;
    /*循環的向共享內存中寫數據，直到寫入的爲“end”爲止*/
    while(running)
    {
        while(shared_stuff->written_by_you==1)
        {
            sleep(1);//等到讀進程讀完之後再寫
            printf("waiting for client...\n");
        }
        printf("Ener some text:");
        fgets(buffer,BUFSIZ,stdin);
        strncpy(shared_stuff->some_text,buffer,TEXT_SZ);
        shared_stuff->written_by_you=1;
        if(strncmp(buffer,"end",3)==0)
        {
            running=0;  //結束循環
        }
    }
    /*刪除共享內存*/
    if(shmdt(shared_memory)==-1)
    {
        fprintf(stderr,"shmdt failed\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

3 . 在一個終端中運行shm1，在另一個終端中運行shm2.當shm1運行起來之後，由於共享內存中沒有數據可讀，會處於等待狀態

[root@localhost 2-4-4]# ./shm1

Memory attached at B7F9A000

/***阻塞***/

再向shm2運行的終端輸入字符串

[root@localhost 2-4-4]# ./shm2

Memory attached at B7FD8000

Enter some text：Impossible is nothing

waiting for client。。。

waiting for client。。。

Enter some text：Anything is possible

waiting for client。。。

Ener some text：end

[root@localhost 2-4-4]#

shm1能夠逐個從共享內存中巴他們讀出來，知道雙方暈倒字符串"end"後，兩個程序都退出。

[root@localhost 2-4-4]# ./shm1

Memory attached at B7F9A000

You write：Impossible is nothing

You write：Anything is possible

You write：end

[root@localhost 2-4-4]#

以上運行過程中，紅色表示在終端1中運行的結果，藍色表示在終端2裏面運行的結果。