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Linux共享内存详解

2013年11月20日 应用开发 ⁄ 共 3428字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 257 次
Linux共享内存

Linux共享内存

共享内存是系统出于多个进程之间通讯的考虑,而预留的的一块内存区。在/proc/sys/kernel/目录下,记录着共享内存的一些限制,如一个共享内存区的最大字节数shmmax,系统范围内最大共享内存区标识符数shmmni等,可以手工对其调整,但不推荐这样做。

一、应用

共享内存的使用,主要有以下几个API:ftok()、shmget()、shmat()、shmdt()及shmctl()。

1)用ftok()函数获得一个ID号.

应用说明:

在IPC中,我们经常用用key_t的值来创建或者打开信号量,共享内存和消息队列。

函数原型:

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

Keys:

1)pathname一定要在系统中存在并且进程能够访问的

2)proj_id是一个1-255之间的一个整数值,典型的值是一个ASCII值。

当成功执行的时候,一个key_t值将会被返回,否则-1被返回。我们可以使用strerror(errno)来确定具体的错误信息。

考虑到应用系统可能在不同的主机上应用,可以直接定义一个key,而不用ftok获得:

#define IPCKEY 0x344378

2)shmget()用来开辟/指向一块共享内存的函数

应用说明:

shmget()用来获得共享内存区域的ID,如果不存在指定的共享区域就创建相应的区域。

函数原型:

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

key_t key 是这块共享内存的标识符。如果是父子关系的进程间通信的话,这个标识符用IPC_PRIVATE来代替。如果两个进程没有任何关系,所以就用ftok()算出来一个标识符(或者自己定义一个)使用了。

int size 是这块内存的大小.

int flag 是这块内存的模式(mode)以及权限标识。

模式可取如下值:

IPC_CREAT 新建(如果已创建则返回目前共享内存的id)

IPC_EXCL   与IPC_CREAT结合使用,如果已创建则则返回错误

然后将“模式” 和“权限标识”进行“或”运算,做为第三个参数。

如:    IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0640  

例子中的0666为权限标识,4/2/1 分别表示读/写/执行3种权限,第一个0是UID,第一个6(4+2)表示拥有者的权限,

第二个4表示同组权限,第3个0表示他人的权限。

这个函数成功时返回共享内存的ID,失败时返回-1。

关于这个函数,要多说两句。

创建共享内存时,shmflg参数至少需要 IPC_CREAT | 权限标识,如果只有IPC_CREAT 则申请的地址都是k=0xffffffff,不能使用;

获取已创建的共享内存时,shmflg不要用IPC_CREAT(只能用创建共享内存时的权限标识,如0640),否则在某些情况下,比如用ipcrm删除共享内存后,用该函数并用IPC_CREAT参数获取一次共享内存(当然,获取失败),则即使再次创建共享内存也不能成功,此时必须更改key来重建共享内存。

3) shmat()将这个内存区映射到本进程的虚拟地址空间。

函数原型:

void    *shmat( int shmid , char *shmaddr , int shmflag );

shmat()是用来允许本进程访问一块共享内存的函数。

int shmid是那块共享内存的ID。

char *shmaddr是共享内存的起始地址,如果shmaddr为0,内核会把共享内存映像到调用进程的地址空间中选定位置;如果shmaddr不为0,内核会把共享内存映像到shmaddr指定的位置。所以一般把shmaddr设为0。
int shmflag是本进程对该内存的操作模式。如果是SHM_RDONLY的话,就是只读模式。其它的是读写模式
成功时,这个函数返回共享内存的起始地址。失败时返回-1。

4) shmdt()函数删除本进程对这块内存的使用,shmdt()与shmat()相反,是用来禁止本进程访问一块共享内存的函数。

函数原型:

int shmdt( char *shmaddr );

参数char *shmaddr是那块共享内存的起始地址。

成功时返回0。失败时返回-1。

5) shmctl() 控制对这块共享内存的使用

函数原型:

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

int shmid是共享内存的ID。

int cmd是控制命令,可取值如下:

IPC_STAT        得到共享内存的状态

IPC_SET         改变共享内存的状态

IPC_RMID        删除共享内存

struct shmid_ds *buf是一个结构体指针。IPC_STAT的时候,取得的状态放在这个结构体中。如果要改变共享内存的状态,用这个结构体指定。

返回值:    成功:0

失败:-1

Linux共享内存

Linux共享内存

示例程序:

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

#define IPCKEY 0x366378

typedef struct{
char agen[10];
unsigned char file_no;
} st_setting;

int main(int argc, char** argv)
{
int shm_id;
key_t key;
st_setting *p_setting;

//首先检查共享内存是否存在,存在则先删除
shm_id = shmget(IPCKEY ,1028,0640);
if(shm_id != -1)
{
p_setting = (st_setting*)shmat(shm_id,NULL,0);
if ( p_setting != (void *)-1)
{
shmdt(p_setting);
shmctl(shm_id,IPC_RMID,0) ;
}
}

shm_id=shmget(IPCKEY,1028,0640|IPC_CREAT|IPC_EXCL);
if(shm_id==-1)
{
printf("shmget error\n");
return -1;
}
//将这块共享内存区附加到自己的内存段
p_setting=(st_setting*)shmat(shm_id,NULL,0);

strncpy(p_setting->agen,"jinyh",10);
printf( "agen:%s\n",p_setting->agen );

p_setting->file_no = 1;
printf( "file_no:%d\n",p_setting->file_no );

system("ipcs -m");//此时可看到有进程关联到共享内存的信息,nattch为1

//将这块共享内存区从自己的内存段删除出去
if(shmdt(p_setting) == -1)
perror(" detach error ");

system("ipcs -m");//此时可看到有进程关联到共享内存的信息,nattch为0

//删除共享内存
if (shmctl( shm_id , IPC_RMID , NULL ) == -1)
perror(" delete error ");

//exit(0);

}

注意:在使用共享内存,结束程序退出后。如果你没在程序中用shmctl()删除共享内存的话,一定要在命令行下用ipcrm命令删除这块共享内存。你要是不管的话,它就一直在那儿放着了。
简单解释一下ipcs命令和ipcrm命令。

取得ipc信息:

ipcs [-m|-q|-s]

-m      输出有关共享内存(shared memory)的信息

-q      输出有关信息队列(message queue)的信息

-s      输出有关“遮断器”(semaphore)的信息

%ipcs -m

删除ipc

ipcrm -m|-q|-s shm_id

%ipcrm -m 105

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