共享内存
共享内存使用步骤
◼ 调用 shmget() 创建一个新共享内存段或取得一个既有共享内存段的标识符(即由其他进程创建的共享内存段)。这个调用将返回后续调用中需要用到的共享内存标识符。
◼ 使用 shmat() 来附上共享内存段,即使该段成为调用进程的虚拟内存的一部分。
◼ 此刻在程序中可以像对待其他可用内存那样对待这个共享内存段。为引用这块共享内存,程序需要使用由 shmat() 调用返回的 addr 值,它是一个指向进程的虚拟地址空间中该共享内存段的起点的指针。
◼ 调用 shmdt() 来分离共享内存段。在这个调用之后,进程就无法再引用这块共享内存了。这一步是可选的,并且在进程终止时会自动完成这一步。
◼ 调用 shmctl() 来删除共享内存段。只有当当前所有附加内存段的进程都与之分离之后内存段才会销毁。只有一个进程需要执行这一步。
共享内存相关的函数 #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); - 功能:创建一个新的共享内存段,或者获取一个既有的共享内存段的标识。 新创建的内存段中的数据都会被初始化为0 - 参数: - key : key_t类型是一个整形,通过这个找到或者创建一个共享内存。 一般使用16进制表示,非0值 - size: 共享内存的大小 - shmflg: 属性 - 访问权限 - 附加属性:创建/判断共享内存是不是存在 - 创建:IPC_CREAT - 判断共享内存是否存在: IPC_EXCL , 需要和IPC_CREAT一起使用 IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0664 - 返回值: 失败:-1 并设置错误号 成功:>0 返回共享内存的引用的ID,后面操作共享内存都是通过这个值。 void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); - 功能:和当前的进程进行关联 - 参数: - shmid : 共享内存的标识(ID),由shmget返回值获取 - shmaddr: 申请的共享内存的起始地址,指定NULL,内核指定 - shmflg : 对共享内存的操作 - 读 : SHM_RDONLY, 必须要有读权限 - 读写: 0 - 返回值: 成功:返回共享内存的首(起始)地址。 失败(void *) -1 int shmdt(const void *shmaddr); - 功能:解除当前进程和共享内存的关联 - 参数: shmaddr:共享内存的首地址 - 返回值:成功 0, 失败 -1 int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf); - 功能:对共享内存进行操作。删除共享内存,共享内存要删除才会消失,创建共享内存的进行被销毁了对共享内存是没有任何影响。 - 参数: - shmid: 共享内存的ID - cmd : 要做的操作 - IPC_STAT : 获取共享内存的当前的状态 - IPC_SET : 设置共享内存的状态 - IPC_RMID: 标记共享内存被销毁 - buf:需要设置或者获取的共享内存的属性信息 - IPC_STAT : buf存储数据 - IPC_SET : buf中需要初始化数据,设置到内核中 - IPC_RMID : 没有用,NULL key_t ftok(const char *pathname, int proj_id); - 功能:根据指定的路径名,和int值,生成一个共享内存的key - 参数: - pathname:指定一个存在的路径 /home/nowcoder/Linux/a.txt / - proj_id: int类型的值,但是这系统调用只会使用其中的1个字节 范围 : 0-255 一般指定一个字符 'a' 问题1:操作系统如何知道一块共享内存被多少个进程关联? - 共享内存维护了一个结构体struct shmid_ds 这个结构体中有一个成员 shm_nattch - shm_nattach 记录了关联的进程个数 问题2:可不可以对共享内存进行多次删除 shmctl - 可以的 - 因为shmctl 标记删除共享内存,不是直接删除 - 什么时候真正删除呢? 当和共享内存关联的进程数为0的时候,就真正被删除 - 当共享内存的key为0的时候,表示共享内存被标记删除了 如果一个进程和共享内存取消关联,那么这个进程就不能继续操作这个共享内存。也不能进行关联。 共享内存和内存映射的区别 1.共享内存可以直接创建,内存映射需要磁盘文件(匿名映射除外) 2.共享内存效果更高 3.内存 所有的进程操作的是同一块共享内存。 内存映射,每个进程在自己的虚拟地址空间中有一个独立的内存。 4.数据安全 - 进程突然退出 共享内存还存在 内存映射区消失 - 运行进程的电脑死机,宕机了 数据存在在共享内存中,没有了 内存映射区的数据 ,由于磁盘文件中的数据还在,所以内存映射区的数据还存在。 5.生命周期 - 内存映射区:进程退出,内存映射区销毁 - 共享内存:进程退出,共享内存还在,标记删除(所有的关联的进程数为0),或者关机 如果一个进程退出,会自动和共享内存进行取消关联。
ipcs -m 变成0只是标记删除,程序执行了取消关联,才真正的释放
删除共享内存的时候,并不会立即删除,读和写的操作依然可以进行 只是键标识符发生了了变化,表示不能进行新的映射连接,等到映射连接数(关联数)变为0,这块共享内存就会被删除