Linux中进程间通信--共享存储

今天同样来看看进程间通信，前面几篇介绍了管道，信号量，消息队列，这篇是共享内存。

共享存储允许两个或更多进程共享一给定的存储区。因为数据不需要在客户进程和服务器进程之间复制，所以这是最快的一种IPC。使用共享存储时要掌握的唯一窍门是多个进程之间对一给定存储区的同步访问。若服务器进程正在将数据放入共享存储区，则在它做完这一操作之前，客户进程不应当去取这些数据。通常，信号量被用来实现对共享存储访问的同步。

下面我么来看看共享存储操作时的几个函数：

1、shmget函数

为获得一个共享存储标识符，调用的函数通常是shmget。

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

第一个参数，与信号量的semget函数一样，程序需要提供一个参数key（非0整数），它有效地为共享内存段命名，shmget函数成功时返回一个与key相关的共享内存标识符（非负整数），用于后续的共享内存函数。调用失败返回-1.

不相关的进程可以通过该函数的返回值访问同一共享内存，它代表程序可能要使用的某个资源，程序对所有共享内存的访问都是间接的，程序先通过调用shmget函数并提供一个键，再由系统生成一个相应的共享内存标识符（shmget函数的返回值），只有shmget函数才直接使用信号量键，所有其他的信号量函数使用由semget函数返回的信号量标识符。

第二个参数，size以字节为单位指定需要共享的内存容量

第三个参数，flg是权限标志，它的作用与open函数的mode参数一样，如果要想在key标识的共享内存不存在时，创建它的话，可以与IPC_CREAT做或操作。共享内存的权限标志与文件的读写权限一样，举例来说，0644,它表示允许一个进程创建的共享内存被内存创建者所拥有的进程向共享内存读取和写入数据，同时其他用户创建的进程只能读取共享内存。

2、shmat函数

第一次创建完共享内存时，它还不能被任何进程访问，shmat函数的作用就是用来启动对该共享内存的访问，并把共享内存连接到当前进程的地址空间。它的原型如下：

void *shmat(int shmid,const void *addr,int flag);

第一个参数，shm_id是由shmget函数返回的共享内存标识。

第二个参数，shm_addr指定共享内存连接到当前进程中的地址位置，通常为空，表示让系统来选择共享内存的地址。

第三个参数，shm_flg是一组标志位，通常为0。

调用成功时返回一个指向共享内存第一个字节的指针，如果调用失败返回-1.

3、shmdt函数

该函数用于将共享内存从当前进程中分离。注意，将共享内存分离并不是删除它，只是使该共享内存对当前进程不再可用。该标识符仍然存在，直至某个进程（一般是服务器进程）调用shmctl（带命令IPC_RMID）特地删除，它的原型如下：

int shmdt(void *addr);

addr参数是以前调用shmat时的返回值。如果成功，shmdt将使相关shmid_ds结构体中的shm_nattch计数器值减一，返回0，失败时返回-1.

4、shmctl函数

与信号量的semctl函数一样，用来控制共享内存，执行多种操作，它的原型如下：

int shmctl(int shmid,int cmd,struct shmid_ds *buf);

第一个参数，shm_id是shmget函数返回的共享内存标识符。

第二个参数，cmd是要采取的操作，它可以取下面的三个值 ：

    IPC_STAT：把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值，即用共享内存的当前关联值覆盖shmid_ds的值。

    IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把共享内存的当前关联值设置为shmid_ds结构中给出的值

    IPC_RMID：删除共享内存段

Linux和Solaris提供了下列另外两种命令，但他们并非Single UNIX Specification的组成部分：

    SHM_LOCK：将共享存储段锁定在内存中。此命令只能由超级用户执行。

    SHM_UNLOCK：解锁共享存储段。此命令只能由超级用户执行。

第三个参数，buf是一个结构指针，它指向共享内存模式和访问权限的结构。

shmid_ds结构至少包括以下成员：

struct shmid_ds
{
	uid_t shm_perm.uid;
        uid_t shm_perm.gid;
        mode_t shm_perm.mode;
       ....
};