Linux IPC System V 共享內(nèi)存

模型

#include#include#includeftok() //獲取key值 shmget() //創(chuàng)建/獲取共享內(nèi)存 shmat() //掛接共享內(nèi)存 shmdt() //脫接共享內(nèi)存 shmctl() //刪除共享內(nèi)存

ftok()

//獲取key值, key值是System V IPC的標識符，成功返回key，失敗返回-1設(shè)errno//同pathname+同 proj_id==>同key_t;key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

pathname?:文件名
proj_id: 1~255的一個數(shù)，表示project_id

key_t key=ftok(".",100); //“.”就是一個存在且可訪問的路徑, 100是假設(shè)的proj_id if(-1==key) perror("ftok"),exit(-1);

shmget()

//創(chuàng)建/獲取共享內(nèi)存，成功返回共享內(nèi)存的標識符shmid，失敗返回-1設(shè)errnoint shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); //多設(shè)為int shmid=... 和shmat()一起用比較好看

key?:ftok()的返回值
size:共享內(nèi)存的大小，實際會按照頁的大小(PAGE_SIZE)來分配。0表示獲取已經(jīng)分配好的共享內(nèi)存
shmflg:具體的操作標志

• IPC_CREAT:若不存在則創(chuàng)建, 需要在shmflg中＂|權(quán)限信息＂, eg: |0664; 若存在則打開
• IPC_EXCL:與IPC_CREAT搭配使用, 若存在則創(chuàng)建失敗==>報錯,set errno
• 0?:獲取已經(jīng)存在的共享內(nèi)存

//創(chuàng)建shared memoryshmid=shmget(key,4,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664);if(-1==shmid) perror("shmget"),exit(-1);

Q:既然shmget()可以創(chuàng)建, 那要ftok()有啥用
A:shmget才是創(chuàng)建共享內(nèi)存, ftok()只是用來產(chǎn)生一個key,其實這個key的位置自己隨意填一個數(shù)也可以運行，但是相對系統(tǒng)生成的，很容易造成沖突，所以最好用ftok產(chǎn)生一個key

shmat()

//掛接共享內(nèi)存，成功返回映射內(nèi)存的地址，失敗返回(void*)-1設(shè)errnovoid *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

shmid: shmget()的返回值
shmaddr

• NULL表示由系統(tǒng)選擇 (同mmap())
• 非NULL且shflg是SHM_RND，會按照頁對齊的原則從shmaddr開始找最近的地址開始分配分，否則shmaddr指定的地址必須是頁對齊的
• shmflg :操作的標志, 給0即可
  • SHM_RDONLY表示掛接到該共享內(nèi)存的進程必須有讀權(quán)限
  • SHM_REMAP?(Linux-specific)表示如果要映射的共享內(nèi)存已經(jīng)有現(xiàn)存的內(nèi)存，那么就將舊的替換

//掛接共享內(nèi)存void* pv=shmat(shmid,NULL,0);if((void*)-1==pv) perror("shmat"),exit(-1);

shmdt()

//脫接共享內(nèi)存，成功返回0,失敗返回-1設(shè)errnoint shmdt(const void *shmaddr);

//脫接shmint res=shmdt(pv);if(-1==res) perror("shmdt"),exit(-1);

shmctl()

//共享內(nèi)存管理，成功返回0,失敗返回-1設(shè)errnoint shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

shmid：共享內(nèi)存的id，由shmget()返回
buf?: shmid_ds類型的指針

struct shmid_ds { struct ipc_perm shm_perm; /* Ownership and permissions */ size_t shm_segsz; /* Size of segment (bytes) */ time_t shm_atime; /* Last attach time */ time_t shm_dtime; /* Last detach time */ time_t shm_ctime; /* Last change time */ pid_t shm_cpid; /* PID of creator */ pid_t shm_lpid; /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */ shmatt_t shm_nattch; /* No. of current attaches */ ...};//struct ipc_perm { key_t __key; /* Key supplied to shmget(2) */ uid_t uid; /* Effective UID of owner */ gid_t gid; /* Effective GID of owner */ uid_t cuid; /* Effective UID of creator */ gid_t cgid; /* Effective GID of creator */ unsigned short mode; /* Permissions + SHM_DEST and SHM_LOCKED flags */ unsigned short __seq; /* Sequence number */};

cmd

• IPC_STAT表示從內(nèi)核中拷貝關(guān)于這個shmid的信息到buf指向的shmid_ds中
• IPC_SET?將buf指向的shmid_ds的信息寫入到內(nèi)核的結(jié)構(gòu)體中，同時更新成員shm_ctime
• IPC_RMID銷毀共享內(nèi)存

• IPC_INFO(Linux-specific)返回系統(tǒng)對共享內(nèi)存的限制寫入到buf指向的時shminfo結(jié)構(gòu)體中

  //_GNU_SOURCEstruct shminfo { unsigned long shmmax; /* Maximum segment size */ unsigned long shmmin; /* Minimum segment size; always 1 */ unsigned long shmmni; /* Maximum number of segments */ unsigned long shmseg; /* Maximum number of segments that a process can attach; unused within kernel */ unsigned long shmall; /* Maximum number of pages of shared memory, system-wide */ }; //shmmni, shmmax, and shmall 可以童工/proc里的同名文件進行修改

• SHM_INFO(Linux-specific) 返回一個shm_info結(jié)構(gòu)體來表示該共享內(nèi)存消耗的系統(tǒng)資源

  //_GNU_SOURCEstruct shm_info { int used_ids; /* # of currently existing segments */ unsigned long shm_tot; /* Total number of shared memory pages */ unsigned long shm_rss; /* # of resident shared memory pages */ unsigned long shm_swp; /* # of swapped shared memory pages */ unsigned long swap_attempts; /* Unused since Linux 2.4 */ unsigned long swap_successes;/* Unused since Linux 2.4 */ };

• SHM_STAT(Linux-specific) 為IPC_STAT返回一個shmid_ds結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體，不同的是shmid的參數(shù)不是一個標識符，而是內(nèi)核中一個包含了系統(tǒng)中所有共享內(nèi)存信息的索引
• SHM_LOCK防止系統(tǒng)將共享內(nèi)存放到swap區(qū)，IPC_STAT讀到的信息中SHM_LOCKED標記就被設(shè)置了

• SHM_UNLOCK?解除鎖定，即允許共享內(nèi)存被系統(tǒng)放到swap區(qū)

//使用IPC_RMID刪除共享內(nèi)存int res=shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);if(-1==res) perror("shmctl"),exit(-1);

例子

//Sys V IPC shmint shmid; //定義全局變量記錄idvoid fa(int signo){ printf("deleting shared memories...\n"); sleep(3);//其實沒用 int res=shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); if(-1==res) perror("shmctl"),exit(-1); printf("delete success\n"); exit(0); //ctrl+C已經(jīng)不能結(jié)束while(1),用exit(0)來終結(jié)}int main(){ //獲取key key_t key=ftok(".",100); //.就是一個存在且可訪問的路徑, 100是隨便給的 if(-1==key) perror("ftok"),exit(-1); printf("key=%#x\n",key); //打印出進制的標示,即0x //創(chuàng)建shared memory shmid=shmget(key,4,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664); if(-1==shmid) perror("shmget"),exit(-1); printf("shmid=%d\n",shmid); //掛接shm void* pv=shmat(shmid,NULL,0); if((void*)-1==pv) perror("shmat"),exit(-1); printf("link shared memory success\n"); //訪問shm int* pi=(int*)pv; *pi=100; //脫接shm int res=shmdt(pv); if(-1==res) perror("shmdt"),exit(-1); printf("unlink success\n"); //如果不再使用,刪除shm printf("刪除共享內(nèi)存請按Ctrl C...\n"); if(SIG_ERR==signal(SIGINT,fa)) perror("signal"),exit(-1); while(1); return 0;}