一、共享内存是什么

在Linux系统中,共享内存是一种IPC(进程间通信)方式,它可以让多个进程在物理内存中共享一段内存区域。

这种共享内存区域被映射到多个进程的虚拟地址空间中,使得多个进程可以直接访问同一段物理内存区域中的数据,从而实现进程间的高速数据交换和通信。

二、共享内存的原理

共享内存基于内核的支持。在共享内存中,内核维护了一块物理内存区域,并将其映射到多个进程的虚拟地址空间中。每个进程都可以使用指针来访问共享内存区域中的数据,就像它们访问自己的内存一样。

三、共享内存的使用方法

相关函数介绍

shmget函数

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

用于创建或打开一个共享内存区段,具体参数如下:

参数 类型 说明
key key_t 共享内存区段的关键字,用于在多个进程间标识同一个共享内存区段。
size size_t 共享内存区段的大小,以字节为单位。
shmflg int 共享内存区段的访问权限和行为属性。

函数返回值为共享内存区段的标识符 shmid,用于标识已创建或已打开的共享内存区段。

shmat函数

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

用于将共享内存区段连接到当前进程的地址空间,具体参数如下:

参数 类型 说明
shmid int 共享内存区段的标识符,用于标识已创建或已打开的共享内存区段。
shmaddr const void* 共享内存区段连接到当前进程地址空间的起始地址,如果为 NULL,则由系统自动选择一个地址。
shmflg int 标志参数,指定共享内存区段的访问权限和行为属性。

函数返回值为共享内存区段连接到当前进程地址空间的起始地址,即指向共享内存区段的指针。

shmdt函数

int shmdt(const void *shmaddr);

用于断开进程与共享内存区段的连接,具体参数如下:

参数 类型 说明
shmaddr const void* 共享内存区段连接到当前进程地址空间的起始地址。

函数返回值为 0 表示成功,-1 表示失败。

shmctl函数

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

用于控制共享内存区段的行为,如删除、获取、设置共享内存区段的属性等,具体参数如下:

参数 类型 说明
shmid int 共享内存区段的标识符,用于标识已创建或已打开的共享内存区段。
cmd int 控制命令,指定对共享内存区段的操作类型。
buf struct shmid_ds* 指向共享内存区段属性结构体的指针,用于获取或设置共享内存区段的属性。

常用的cmd参数包括:

  • IPC_STAT:获取共享内存的状态信息,并将该信息存储在buf参数指向的结构体中。
  • IPC_SET:设置共享内存的状态信息,buf参数指向要设置的新值。
  • IPC_RMID:删除共享内存。

函数返回值为操作成功返回 0,失败返回 -1。

实例演示

以下是一个示例代码,其中一个程序用于写入共享内存,另一个程序用于读取共享内存。

写入程序

/* write.c */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h> #define SHM_SIZE 1024 int main()
{
int shmid;
char *shmaddr;
char write_buf[SHM_SIZE]; // 创建共享内存段
shmid = shmget((key_t)1234, SHM_SIZE, 0666|IPC_CREAT);
if (shmid == -1) {
perror("shmget failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} // 将共享内存段连接到当前进程
shmaddr = (char*)shmat(shmid, 0, 0);
if (shmaddr == (void*)-1) {
perror("shmat failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} // 从标准输入读取数据并将其写入共享内存
while(1) {
fgets(write_buf, SHM_SIZE, stdin);
strncpy(shmaddr, write_buf, SHM_SIZE);
if (strncmp(write_buf, "exit", 4) == 0) {
break;
}
} // 断开共享内存连接
if (shmdt(shmaddr) == -1) {
perror("shmdt failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} // 删除共享内存段
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {
perror("shmctl failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("write exit\n"); return 0;
}

读取程序

/* read.c */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h> #define SHM_SIZE 1024 int main()
{
int shmid;
char *shmaddr;
char read_buf[SHM_SIZE]; // 获取共享内存段
shmid = shmget((key_t)1234, SHM_SIZE, 0666|IPC_CREAT);
if (shmid == -1) {
perror("shmget failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} // 将共享内存段连接到当前进程
shmaddr = (char*)shmat(shmid, 0, 0);
if (shmaddr == (void*)-1) {
perror("shmat failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} // 从共享内存读取数据并输出到标准输出
while(1) {
strncpy(read_buf, shmaddr, SHM_SIZE);
printf("Received message: %s\n", read_buf);
if (strncmp(read_buf, "exit", 4) == 0) {
printf("Received exit\n");
break;
}
sleep(1);
} // 断开共享内存连接
if (shmdt(shmaddr) == -1) {
perror("shmdt failed");
exit(EXIT_FAILURE);
} printf("read exit\n"); return 0;
}
  • 编译这两个程序
gcc -o write write.c
gcc -o read read.c

在一个终端窗口中运行write, 输入消息,在另一个终端窗口中运行read,查看消息。

要退出程序,则在运行write的终端窗口中键入"exit",效果如下:


四、 共享内存的注意事项

  • 使用共享内存需要注意以下几点:
  1. 同步问题:由于多个进程可以同时访问共享内存,因此必须要使用同步机制来保证数据的一致性和正确性。
  2. 内存泄漏:如果一个进程崩溃或者没有及时解除共享内存映射,就有可能导致内存泄漏的问题。
  3. 安全问题:共享内存是多个进程共享的,因此必须要注意数据的安全性和隐私性,避免敏感数据泄露。

五、 共享内存的使用技巧

  • 以下是一些共享内存的使用技巧:
  1. 分配内存时使用 shmget() 系统调用中的 IPC_PRIVATE 标记,可以确保共享内存的键值在系统中是唯一的,避免冲突和安全问题。
  2. 在读写共享内存之前,使用信号量或互斥锁等同步机制来保证数据的一致性和正确性。
  3. 在使用共享内存时,可以将共享内存区域按照固定大小进行分块,避免多个进程同时访问同一块内存区域的冲突。

小结

共享内存是一种高效、灵活、方便的进程间通信方式,可以用于在多个进程之间共享大量数据。

使用共享内存需要注意同步、安全和内存泄漏等问题,可以使用信号量、互斥锁等同步机制来保证数据的正确性。

以上,如果觉得对你有帮助,点个赞再走吧,这样@知微之见也有更新下去的动力!

也欢迎私信我,一起交流!

Linux进程通信 | 共享内存的更多相关文章

  1. Linux学习笔记(14)-进程通信|共享内存

    在Linux中,共享内存是允许两个不相关的进程访问同一个逻辑内存的进程间通信方法,是在两个正在运行的进程之间共享和传递数据的一种非常有效的方式. 不同进程之间共享的内存通常安排为同一段物理内存.进程可 ...

  2. Windows进程通信 -- 共享内存(1)

    共享内存的方式原理就是将一份物理内存映射到不同进程各自的虚拟地址空间上,这样每个进程都可以读取同一份数据,从而实现进程通信.因为是通过内存操作实现通信,因此是一种最高效的数据交换方法. 共享内存在 W ...

  3. Windows进程通信 -- 共享内存

    享内存的方式原理就是将一份物理内存映射到不同进程各自的虚拟地址空间上,这样每个进程都可以读取同一份数据,从而实现进程通信.因为是通过内存操作实现通信,因此是一种最高效的数据交换方法. 共享内存在 Wi ...

  4. Windows进程通信-共享内存空间

    三个模块 1,game.exe,三个方法,控制台输入指令('A','B','R')分别控制三个方法的调用: 2,WGDll.dll,要注入到game进程中的dll文件: 3,myconsole.exe ...

  5. linux 进程间共享内存示例

    写入端: #include <iostream> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <stdi ...

  6. 撸代码--linux进程通信(基于共享内存)

    1.实现亲缘关系进程的通信,父写子读 思路分析:1)首先我们须要创建一个共享内存. 2)父子进程的创建要用到fork函数.fork函数创建后,两个进程分别独立的执行. 3)父进程完毕写的内容.同一时候 ...

  7. linux 进程通信之 共享内存

    共享内存是被多个进程共享的一部分物理内存.共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法.一个进程向共享内存区域写入了数据,共享这个内存区域的全部进程就能够立马看到当中的内容. 关于共享内存使用的API k ...

  8. linux 两个进程通过 共享内存 通信例子

    例子1:两个进程通过共享内存通信,一个进程向共享内存中写入数据,另一个进程从共享内存中读出数据 文件1 创建进程1,实现功能,打印共享内存中的数据 #include <stdio.h> # ...

  9. linux进程通信之共享内存

    共享内存同意两个或多个进程共享一给定的存储区,由于数据不须要来回复制,所以是最快的一种进程间通信机制.共享内存能够通过mmap()映射普通文件(特殊情况下还能够採用匿名映射)机制实现,也能够通过系统V ...

  10. Windows进程间共享内存通信实例

    Windows进程间共享内存通信实例 抄抄补补整出来 采用内存映射文件实现WIN32进程间的通讯:Windows中的内存映射文件的机制为我们高效地操作文件提供了一种途径,它允许我们在WIN32进程中保 ...

随机推荐

  1. 本地打包编译jdk版本问题

    一.遇到的问题 进行项目接入pinpoint-ice插件,启动项目时pinpoint-agent日志报如下不支持jdk8的错误.'   二.排查 我们是在个人笔记本电脑上windows环境下通过mav ...

  2. 基于AHB_BUS的eFlash控制器RTL

    eFlash控制器的RTL gvim 操作 gg -- 跳到首页 GG -- 按住shift,跳到尾部 ctrl+V --> 上下键选择行 --> shift+i -->输入 --& ...

  3. 05-逻辑仿真工具VCS-执行过程

    Verilog Simulation Event Queue 主要了解VCS是如何处理交给它的代码的 Verilog的仿真事件队列,介绍VCS如何处理交给它的代码.VCS是Synopsys公司的,支持 ...

  4. std::istringstream的用法

    1.概要 std::istringstream 是 C++ 标准库中的一个类,它用于从字符串中提取数据,并将数据转换为不同的数据类型.它通常用于从字符串中解析数据,例如整数.浮点数等.以下是关于 st ...

  5. [转帖]会长期锁表吗?Oracle add column default 在各版本的优化

    最近大家讨论到各类数据库在新增字段带默认值时是否会锁表的问题,发现Oracle在不同的版本其实是有对应优化的,更新了下之前的知识点. 主要考虑以下三种情形,例如: 不加default:alter ta ...

  6. [转帖]SSL数字证书分类DV/OV/EV

    SSL证书的分类主要是通过下面两个维度进行分类: 1.根据验证模式分类 根据CA机构对申请者的身份审核范围分为:DV证书.OV证书.EV证书. 1.1.DV证书(域名证书) DV(Domain Val ...

  7. [转帖]VMware Workstation PRO 17.0.2正式版+激活密钥

    https://www.isharepc.com/36181.html VMware Workstation PRO 17是一个简化的桌面虚拟化应用程序. 它在同一台计算机上运行一个或多个操作系统而无 ...

  8. [转帖]kubernetes service 和 kube-proxy详解

    https://plantegg.github.io/2020/01/22/kubernetes%20service/ 性能情况.. service 模式 根据创建Service的type类型不同,可 ...

  9. [转帖]计算机体系结构-cache高速缓存

    https://zhuanlan.zhihu.com/p/482651908 本文主要介绍了cache的基本常识.基本组成方式.写入方法和替换策略,在基本组成方式和替换策略两节给出了较为详细的硬件实现 ...

  10. DM启动报错的处理: 达梦数据库启动实例时报错libgcc_s.so.1

    错误现象为: [root@CentOS8 opt]# /opt/dmdbms/bin/DmServiceDMSERVER startStarting DmServiceDMSERVER: libgcc ...