Linux操作系统4-进程间通信4（共享内存原理，创建，查看，命令）

news2025/2/22 7:28:01

上篇文章：Linux操作系统4-进程间通信3（基于管道的进程池设计）-CSDN博客

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本篇重点：使用共享内存来实现两个进程之间的通信

一. 共享内存的原理

两个进程想要通信，需要让两个进程看到（访问）同一份资源或者空间。管道文件是内存级文件，可以让不同的进程进程访问。

而共享内存的原理是

1 在物理内存中申请一块中间

2 将创建好的内存通过文件页表映射道两个进程的虚拟地址空间中，这样两个进程就能够进行通信（称为进程与共享内存的挂接）

3 不需要通信了，取消共享内存和进程虚拟地址空间的映射关系（去关联）然后师释放共享内存

共享内存是一种通信方式，所有想要通信的进程都可以使用。且OS中一定存在一个或者多个共享内存用于进程的通信。

两个进程通过共享内存进行通信的示意图如下：

共享内存：让不同的进程可以看到同一块物理内存

二. 共享内存的创建

2.1 系统调用shmget

这个系统调用帮助我们在物理内存中创建一个共享内存。

//所需头文件
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

//shmget 用于获取一个共享内存段
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg)

//参数介绍
size:   创建共享内存的大小，单位是字节

shmflg: 标志位，类似与我们的open
IPC_CREAT    如果创建的共享内存不存在，就会创建，若存在就会获取这个共享内存
IPC_EXCL     单独使用无意义
IPC_CREAT | IPC_EXEL    共享内存不存在就会创建，如果存在就会出错返回。一般用于第一次创建共享内存
我们使用的时候一般需要加上 0666用于更改权限

key: 用于保证共享内存的唯一性，不同的key就会创建不同的共享内存

返回值：成功返回标识符，失败返回-1

2.2 ftok获取key值

头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>

//函数原型
key_t ftok(const char* name, int proj_id)

//将一个项目名为name，标识符为proj_id转化为一个 System V 的key
如果两个进程的name和proj_id是一样的，那么它们创建的共享内存就是一样的

成功返回key，失败返回-1

2.3 创建共享内存代码与示例

示例代码如下：

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

// 当前的绝对路径用于获取key
#define PATHNAME "."
#define PROJ_ID 2025221

int main()
{
    // 获取一个key
    key_t key = ftok(PATHNAME, PROJ_ID);
    assert(key != -1);
    // 打印key
    printf("0x%x\n", key);

    //创建共享内存
    int sid = shmget(key,1024,IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);
    assert(sid != -1);

    return 0;
}

运行结果如下：

可以看到，一个OS中，可能存在非常多的共享内存，为了标识这个共享内存的唯一性，我们需要使用一个key来创建共享内存。