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2019-11-10 18:40:10
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供稿:網友

1、共享內存概念

共享內存是三個ipC(Inter-PRocess Communication)機制中的一個。它允許兩個不相關的進程訪問同一個邏輯內存。共享內存是在兩個正在進行的進程之間傳遞數據的一種非常有效的方式。

大多數的共享內存的實現,都把由不同進程之間共享的內存安排為同一段物理內存。共享內存是在兩個正在運行的進程之間共享和傳遞數據的一種非常有效的方式。不同進程之間共享的內存通常安排為同一段物理內存。進程可以將同一段共享內存連接到它們自己的地址空間中,所有進程都可以訪問共享內存中的地址,就好像它們是由用C語言函數malloc分配的內存一樣。而如果某個進程向共享內存寫入數據,所做的改動將立即影響到可以訪問同一段共享內存的任何其他進程。 2、共享內存使用函數

include

key_t key

key標識共享內存的鍵值: 0/IPC_PRIVATE。 當key的取值為IPC_PRIVATE,則函數shmget()將創建一塊新的共享內存;如果key的取值為0,而參數shmflg中設置了IPC_PRIVATE這個標志,則同樣將創建一塊新的共享內存。在IPC的通信模式下,不管是使用消息隊列還是共享內存,甚至是信號量,每個IPC的對象(object)都有唯一的名字,稱為“鍵”(key)。通過“鍵”,進程能夠識別所用的對象。“鍵”與IPC對象的關系就如同文件名稱之于文件,通過文件名,進程能夠讀寫文件內的數據,甚至多個進程能夠共用一個文件。而在IPC的通訊模式下,通過“鍵”的使用也使得一個IPC對象能為多個進程所共用。linux系統中的所有表示System V中IPC對象的數據結構都包括一個ipc_perm結構,其中包含有IPC對象的鍵值,該鍵用于查找System V中IPC對象的引用標識符。如果不使用“鍵”,進程將無法存取IPC對象,因為IPC對象并不存在于進程本身使用的內存中。通常,都希望自己的程序能和其他的程序預先約定一個唯一的鍵值,但實際上并不是總可能的成行的,因為自己的程序無法為一塊共享內存選擇一個鍵值。因此,在此把key設為IPC_PRIVATE,這樣,操作系統將忽略鍵,建立一個新的共享內存,指定一個鍵值,然后返回這塊共享內存IPC標識符ID。而將這個新的共享內存的標識符ID告訴其他進程可以在建立共享內存后通過派生子進程,或寫入文件或管道來實現。

int size(單位字節Byte)

size是要建立共享內存的長度。所有的內存分配操作都是以頁為單位的。所以如果一段進程只申請一塊只有一個字節的內存,內存也會分配整整一頁(在i386機器中一頁的缺省大小PACE_SIZE=4096字節)這樣,新創建的共享內存的大小實際上是從size這個參數調整而來的頁面大小。即如果size為1至4096,則實際申請到的共享內存大小為4K(一頁);4097到8192,則實際申請到的共享內存大小為8K(兩頁),依此類推。

int shmflg

shmflg主要和一些標志有關。其中有效的包括IPC_CREAT和IPC_EXCL,它們的功能與open()的O_CREAT和O_EXCL相當。IPC_CREAT 如果共享內存不存在,則創建一個共享內存,否則打開操作。IPC_EXCL 只有在共享內存不存在的時候,新的共享內存才建立,否則就產生錯誤。如果單獨使用IPC_CREAT,shmget()函數要么返回一個已經存在的共享內存的操作符,要么返回一個新建的共享內存的標識符。如果將IPC_CREAT和IPC_EXCL標志一起使用,shmget()將返回一個新建的共享內存的標識符;如果該共享內存已存在,或者返回-1。 IPC_EXEL標志本身并沒有太大的意義,但是和IPC_CREAT標志一起使用可以用來保證所得的對象是新建的,而不是打開已有的對象。

這個可以用,但最好不要用: 對于用戶的讀取和寫入許可指定SHM_R和SHM_W; (SHM_R>3)和(SHM_W>3)是一組讀取和寫入許可,而(SHM_R>6)和(SHM_W>6)是全局讀取和寫入許可。

推薦使用這個: 可以使用0666|IPC_CREAT,來作為shmflg的值。

返回值

成功返回共享內存的標識符;不成功返回-1,errno儲存錯誤原因。 EINVAL 參數size小于SHMMIN或大于SHMMAX。 EEXIST 預建立key所致的共享內存,但已經存在。 EIDRM 參數key所致的共享內存已經刪除。 ENOSPC 超過了系統允許建立的共享內存的最大值(SHMALL )。 ENOENT 參數key所指的共享內存不存在,參數shmflg也未設IPC_CREAT位。 EACCES 沒有權限。 ENOMEM 核心內存不足。

struct shmid_ds

shmid_ds數據結構表示每個新建的共享內存。當shmget()創建了一塊新的共享內存后,返回一個可以用于引用該共享內存的shmid_ds數據結構的標識符。

include/linux/shm.h struct shmid_ds { struct ipc_perm shm_perm; /* Operation perms */ int shm_segsz; /* size of segment (bytes) */ __kernel_time_t shm_atime; /* last attach time */ __kernel_time_t shm_dtime; /* last detach time */ __kernel_time_t shm_ctime; /* last change time */ __kernel_ipc_pid_t shm_cpid; /* pid of creator */ __kernel_ipc_pid_t shm_lpid; /* pid of last operator */ unsigned short shm_nattch; /* no. of current attaches */ unsigned short shm_unused; /* compatibility */ void shm_unused2; / ditto - used by DIPC */ void shm_unused3; / unused */ };

struct ipc_perm

對于每個IPC對象,系統共用一個struct ipc_perm的數據結構來存放權限信息,以確定一個ipc操作是否可以訪問該IPC對象。struct ipc_perm { __kernel_key_t key; __kernel_uid_t uid; __kernel_gid_t gid; __kernel_uid_t cuid; __kernel_gid_t cgid; __kernel_mode_t mode; unsigned short seq;

}; //—————————————-

shmat void *shmat(int shmid, const void *addr, int flag); shmid:共享存儲的id addr:一般為0,表示連接到由內核選擇的第一個可用地址上,否則,如果flag沒有指定SHM_RND,則連接到addr所指定的地址上,如果flag為SHM_RND,則地址取整 flag:如前所述,一般為0 //推薦值 返回值:如果成功,返回共享存儲段地址,出錯返回-1

shmdt int shmdt(void *addr); addr:共享存儲段的地址,以前調用shmat時的返回值 shmdt將使相關shmid_ds結構中的shm_nattch計數器值減1

shmctl int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf) shmid:共享存儲段的id cmd:一些命令,有:IPC_STAT,IPC_RMID,SHM_LOCK,SHM_UNLOCK 請注意,共享內存不會隨著程序結束而自動消除,要么調用shmctl刪除,要么自己用手敲命令去刪除,否則永遠留在系統中。


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