linux进程间通信(五)----IPC篇----共享内存实现进程间通信

先给自己打个广告，本人的微信公众号正式上线了，搜索:张笑生的地盘，主要关注嵌入式软件开发，股票基金定投，足球等等，希望大家多多关注，有问题可以直接留言给我，一定尽心尽力回答大家的问题

一 what

在《linux进程间通信(四)----IPC篇----共享内存初识篇》文章中，我们知道了共享内存是什么，通过几个常用的函数shmget、ftok、shmat、shmdt、shmctl，了解了如何创建共享内存，但是创建好的共享内存之间，如何实现进程间通信呢？
共享内存对象是存在于内核中的，两个进程间如何访问这个共享内存对象呢？这篇文章介绍两种访问方式，分别是有亲缘关系的父子进程访问同一个共享内存，以及非亲缘关系之间访问同一个共享内存。
共享内存使用步骤

1. 创建/打开共享内存
2. 映射共享内存，即把指定的共享内存映射到进程的地址空间用于访问
3. 读写共享内存
4. 撤销共享内存映射
5. 删除共享内存对象

使用共享内存时的一些注意点或是限制条件

6. 共享内存的数量是有限制的，通过ipcs -l命令查看，当然如果我们具有管理员权限，可以通过 cat /proc/sys/kernel/shmmax来查看
7. 共享内存删除的时间点，shmctl添加删除标记，只有当所有进车都取消共享内存映射时(即所有进程调用shmdt之后)，才会删除共享内存。

二 how

2.1 亲缘关系的进程访问同一个共享内存

要想让共享内存能够在亲缘关系的进程中访问，fork函数必须在shmget函数之后

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include <unistd.h>
#include "sys/types.h"
#include "sys/shm.h"
#include "signal.h"
#include "string.h"

void myfun(int signum)
{
    return;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int shmid;
    int key;
    char *p;
    int pid;

    // shmget函数必须在fork函数之前，先创建一个共享内存
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 128, IPC_CREAT | 0777);
    if (shmid < 0) {
        printf("create shared memory fail\n");
        return -1;
    }
    printf("create shared memory sucess, shmid = %d\n", shmid);
    pid = fork();
    if (pid > 0) {    // parent process
        signal(SIGUSR2, myfun);
        p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
        if (p == NULL) {
            printf("shmat fail\n");
            return -1;
        }
        printf("parent process shmat sucess\n");
        while (1) {
            //write share memory
            printf("parent process begin to write memory data\n");
            fgets(p, 128, stdin);
            kill(pid, SIGUSR1);   // tell child process to read data
            pause();              // wait child process read
        }
    }
    if (pid == 0) { // child process to read
        signal(SIGUSR1, myfun);
        p = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
        if (p == NULL) {
            printf("shmat fail\n");
            return -1;
        }
        printf("child process shmat sucess\n");
        while (1) {
            pause(); // wait parent process write
            //start read share memory
            printf("child process read share memory data:%s\n", p);
            kill(getppid(), SIGUSR2);
        }
    }

    //在用户空间删除共享内存的地址
    shmdt(p);
    
    //memcpy(p, "abcd", 4);  //执行这个语句会出现segment fault
    
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
    system("ipcs -m");
    return 0;
}

2.2 非亲缘关系的进程访问同一个共享内存

进程server

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include <unistd.h>
#include "sys/types.h"
#include "sys/shm.h"
#include "signal.h"
#include "string.h"

struct mybuf
{
    int pid;
    char buf[124];
};

void myfun(int signum)
{
    return;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int shmid;
    int key;
    struct mybuf *p;
    int pid;
    
    key = ftok("./a.c", 'a');
    if (key , 0) {
        printf("create key fail\n");
        return -1;
    }
    printf("create key sucess\n");

    shmid = shmget(key, 128, IPC_CREAT | 0777);
    if (shmid < 0) {
        printf("create shared memory fail\n");
        return -1;
    }
    printf("create shared memory sucess, shmid = %d\n", shmid);

    signal(SIGUSR2, myfun);
    p = (struct mybuf *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (p == NULL) {
        printf("shmat fail\n");
        return -1;
    }
    printf("parent process shmat sucess\n");
    
    // get client pid
    p->pid = getpid(); //write server pid to share memory
    pause();  // wait client to read server pid
    pid=p->pid;
    
    while (1) {
        //write share memory
        printf("parent process begin to write memory data\n");
        fgets(p->buf, 124, stdin);
        kill(pid, SIGUSR1);   // tell client process to read data
        pause();              // wait client process read
    }

    //在用户空间删除共享内存的地址
    shmdt(p);
    
    //memcpy(p, "abcd", 4);  //执行这个语句会出现segment fault
    
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
    system("ipcs -m");
    return 0;
}

进程client

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include <unistd.h>
#include "sys/types.h"
#include "sys/shm.h"
#include "signal.h"
#include "string.h"

struct mybuf
{
    int pid;
    char buf[124];
};

void myfun(int signum)
{
    return;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int shmid;
    int key;
    struct mybuf *p;
    int pid;
    
    key = ftok("./a.c", 'a');
    if (key , 0) {
        printf("create key fail\n");
        return -1;
    }
    printf("create key sucess\n");

    shmid = shmget(key, 128, IPC_CREAT | 0777);
    if (shmid < 0) {
        printf("create shared memory fail\n");
        return -1;
    }
    printf("create shared memory sucess, shmid = %d\n", shmid);

    signal(SIGUSR1, myfun);
    p = (struct mybuf *)shmat(shmid, NULL, 0);
    if (p == NULL) {
        printf("shmat fail\n");
        return -1;
    }
    printf("client process shmat sucess\n");
    
    // get server pid
    //read share memory
    pid = p->pid;
    // write client pid to share memory
    p->pid = getpid();
    kill(pid, SIGUSR2);   // tell client process to read data
    
    //client start to read share memory

    while (1) {
        pause();              // wait server process write share memory
        printf("client process read data:%s\n", p->buf); // read data
        kill(pid, SIGUSR2);   // server can  write share memory
    }

    //在用户空间删除共享内存的地址
    shmdt(p);
    
    //memcpy(p, "abcd", 4);  //执行这个语句会出现segment fault
    
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
    system("ipcs -m");
    return 0;
}