Linux--进程间通信（2）--共享内存--1126

news2024/11/27 0:28:04

1.共享内存的原理

进程A先申请一段内存空间，其页表映射到物理空间，进程B通过A的页表映射，将B的页表也同样映射到同一块物理空间。

释放共享内存

各自修改各自的页表指向并释放共享内存

2.共享内存的建立过程

头文件 comm.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <ostream> //注意这个
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <cassert>
#include <unistd.h> //sleep()
#include "myLog.hpp"

using namespace std;

#define PATH_NAME "/home/chy"  //这个路径随便 但要保证自己有权限去访问
#define PROJ_ID 0x66 //任意
#define SHM_SIZE 4096 //最好是页（4096）的整数倍

2.1 ftok

通过一定的算法形成唯一值给需要通信的两个进程使用

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char* pathname,int proj_id)

pathname :给一个路径值

proj_id：随便给

ftok会将路径值得inode编号和proj_id值进行一定运算形成一个唯一值

#include "comm.hpp"
int main()
{
    //1.创建共享内存
    key_t k=ftok(PATH_NAME,PROJ_ID);//形成key
    Log("创建key成功",Debug)<<"server key:"<<k<<std::endl;
    return 0;
}

创建失败返回-1

2.2 shmget

#include <sys/ipc.h>   #include <sys/shm.h>

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

key ：一个随机数通过 ftok去创建目的是让两个进程有一个相同的编号，以看到同一块共享内存。

size : 要申请多大的共享内存，最好是4096的整数倍

shmflg: 可以是 IPC_CREAT 创建共享内存，如果底层已经存在就获取它，如果不存在就创建它，并返回。

也可以是 IPC_CREAT | IPC_EXCL 底层不存在就创建，如果底层存在就出错返回。

返回值：共享内存的用户层标识符，类似fd

创建失败返回-1

 int main()
{
    //2.创建共享内存-- 建议创建一个全新的共享内存
    int shmid=shmget(k,SHM_SIZE,IPC_CREAT| IPC_EXCL |0666);//带上权限
    if(shmid==-1)
    {
        perror("shmget");
        exit(1);
    } 
//...
}

当进程运行结束时，我们的共享内存依然存在。

2.3 ipc资源的删除

system V IPC 资源，生命周期随内核只能通过手动删除或代码删除。

1.手动删除

bash: ipcs -m

查看共享内存

bash:ipcrm -m shmid

删除共享内存

2.代码删除

shmctl

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds * buf);

cmd有：IPC_STAT 获取共享内存的属性 IPC_SET设置共享内存的相关属性

IPC_RMID 标记共享内存被删除

buf :是一个数据结构的指针删除时设为空就行


  //删除共享内存
 int n=shmctl(shmid,IPC_RMID,nullptr);
 assert(n!=-1);
 (void)n;
 Log("删除共享内存成功",Debug)<<"shmid: "<<shmid<<endl;

失败返回-1

2.4 shmat

关联挂接

#include <sys/tpes.h>
#incldue <sys/shm.h>

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

shmaddr 挂接到的虚拟地址位置（不推荐给参数）设为nulltpr 即可

shmflg 可以以只读等方式进行挂接设为0即可

//3.将指定的共享内存挂接到自己的地址空间
    char* shmaddr=(char*)shmat(shmid,nullptr,0);
    Log("链接成功",Debug)<<"shmid: "<<shmid<<endl;

返回值是虚拟地址，失败返回-1

2.5 shmdt

去关联

#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>

int shmdt(const void* shmaddr);

shmaddr 就是shmat的返回值

失败返回-1

3 运行结果

./shmserver

4 客户端

#include "comm.hpp"
int main()
{
    //1.获取k
    key_t k=ftok(PATH_NAME,PROJ_ID);//形成key
    if(k<0)
    {
        Log("创建key失败",Error)<<"client key: "<<k<<endl;
        exit(1);
    }
    Log("创建key成功",Debug)<<"client key: "<<k<<endl;
    //2.创建共享内存
    int shmid=shmget(k,SHM_SIZE,0);//0即可 IPC_CREAT也行
    if(shmid==-1)
    {
        Log("创建共享内存失败",Error)<<"shmid: "<<shmid<<endl;
        exit(2);
    }
    Log("创建共享内存成功",Debug)<<"shmid: "<<shmid<<endl;
    //3.链接起来
    char* shmaddr=(char*)shmat(shmid,nullptr,0);
    if(shmaddr==nullptr)
    {
        Log("链接失败",Error)<<"shmid: "<<shmid<<endl;
    }
    Log("链接成功",Debug)<<"shmid: "<<shmid<<endl;
    //4.正常使用

    //5.去关联
    int n=shmdt(shmaddr);
    assert(n!=-1);
    Log("去关联成功",Debug)<<"shmid: "<<shmid<<endl;

    //client不需要删除共享内存
    
    return 0;
}

./shmclient