基于Linux内核的共享内存C语言示例

news2025/1/13 15:49:51

本篇文章用C语言完成这样一个功能：创建一块共享内存，然后开辟2个进程。用户在后台控制父进程，输入字符串，父进程会往共享内存里写这段内容。子进程每秒钟去读一次共享内存的内容，然后将读到的内容打印出来。全篇使用C语言完成。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/shm.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    //步骤1，获得句柄
    key_t key = ftok("./file", 9);
    if(key < 0)
    {
        perror("ftok");
        exit(1);
    }
    printf("key = 0x%x\n", key);

    //步骤2，创建系统级共享内存，共20个字节(实际开辟了1页，即4096个字节)，获得标识符
    int shmid = shmget(key, 20, IPC_CREAT | 0666);
    if(shmid < 0)
    {
        perror("shmget");
        exit(1);
    }
    printf("shmid = %d\n", shmid);

    //步骤3，将shmid所指代的共享内存映射到当前进程，NULL表示自动选择当前进程里可用的地址。
    char *shmp = (char*) shmat(shmid, NULL, 0);//将void*强转成char*
    if((intptr_t)shmp == -1)
    {
        perror("shmp");
        exit(1);
    }
    printf("shmp's addr is %p\n", shmp);

    bzero(shmp, 20);//将shmp清空

    //通过snprintf(shmp, 20, "hello\n")写进shmp中的内容，存进了内核中，不会因为程序结束而抹去。
    //就算程序结束了，下次运行再来取shmp，仍然是hello。重启电脑可以清理掉。下面演示父子进程间的通信，就不用snprintf()了

    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    if(pid > 0) //父进程
    {
        while(1)
        {
            scanf("%s", shmp);//将用户输入写进共享内存中
            if(!strcmp(shmp, "quit"))
            {//如果是传的是"quit",则退出
                break;
            }
        }

        wait(NULL);//等给子进程收尸
    }
    else //子进程
    {
        while(1)
        {
            if(!strcmp(shmp, "quit"))
            {
                break;
            }
            if(*shmp)
            {
                printf("child process read %s\n", shmp);
                bzero(shmp, 20);//清理shmp，防止反复打印
            }
            sleep(1);//用来防止子进程一直在while里高速循环，该方法效率不高，可以用信号量替代
        }
    }

    shmdt(shmp);//关闭共享内存映射关系
    return 0;
}