Linux C笔记之IPC对象——共享内存

在IPC(InterProcess Communication)的通信模式下，不管是使用消息队列还是共享内存，甚至是信号量，每个IPC的对象(object)都有唯一的名字，称为“键”(key)。通过“键”，进程能够识别所用的对象。“键”与IPC对象的关系就如同文件名称之于文件，通过文件名，进程能够读写文件内的数据，甚至多个进程能够共用一个文件。而在IPC的通讯模式下，通过“键”的使用也使得一个IPC对象能为多个进程所共用。
Linux系统中的所有表示System V中IPC对象的数据结构都包括一个ipc_perm结构，其中包含有IPC对象的键值，该键用于查找System V中IPC对象的引用标识符。如果不使用“键”，进程将无法存取IPC对象，因为IPC对象并不存在于进程本身使用的内存中。

相关函数

shmget

创建共享内存， 通过key返回id
函数原型：

#include 
#include 

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

参数：
	key：	IPC_PRIVATE	创建一个新的共享内存区，用key来换取一个共享内存段标识符
	key标识共享内存的键值: 0/IPC_PRIVATE。

• 当key的取值为IPC_PRIVATE，则函数shmget()将创建一块新的共享内存；如果key的取值为0，而参数shmflg中设置了IPC_PRIVATE这个标志，则同样将创建一块新的共享内存
  通常，都希望自己的程序能和其他的程序预先约定一个唯一的键值，但实际上并不是总可能的成行的，因为自己的程序无法为一块共享内存选择一个键值。因此，在此把key设为IPC_PRIVATE，这样，操作系统将忽略键，建立一个新的共享内存，指定一个键值，然后返回这块共享内存IPC标识符ID。而将这个新的共享内存的标识符ID告诉其他进程可以在建立共享内存后通过派生子进程，或写入文件或管道来实现。

     size：	将要创建内存区的大小
    shmfig：共享内存段的创建标识
    	公共的IPC选项（在/usr/include/linux/ipc.h中定义）
    		IPC_CREAT //如果不存在就创建
    		IPC_EXCL //如果存在则返回失败
    		IPC_NOWAIT //如不等待直接返回
    	共享内存自己的选项(在/usr/include/linux/shm.h中定义)
    		SHM_R //可读
    		SHM_W //可写
  

shmat 、shmdt

1. shmat是shared memory attach的缩写。 而attach本意是贴的意思。
2. 如果进程要使用一段共享内存， 那么一定要将该共享内存与当前进程建立联系。 即经该共享内存挂接（或称映射）到当前进程。
3. shmdt则是shmat的反操作， 用于将共享内存和当前进程分离。 在共享内存使用完毕后都要调用该函数。

 #include 
 #include 

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

 int shmdt(const void *shmaddr);

参数：
	shmid：		共享内存空间的标识符， 即ID
	shmadder：	指定共享内存的映射地址。
			shmat中： 如果为0（NULL）， 则由系统选择映射的地址， 推荐设置为0。
				 如果非0， 并且没有指定SHM_RND,则该值即为映射共享内存的地址。
	shmfig：
		指定共享内存的访问权限和映射条件:
			SHM_RDONLY //只读
			SHM_RND //取整， 取向下一个SHMLBA边界
			SHM_REMAP //take-over region on attach
			SHM_EXEC //执行权限
		如果设置为0的话， 则是读写权限。

返回值

	shmat
		成功， 则返回共享内存的地址
		失败， 则返回-1， 并设置errno
	shmdt
		成功， 则返回0
		失败， 则返回-1， 并设置errno

SHMLBA
低边界地址倍数， 它总是2的乘方

shmctl

共享内存的控制
函数原型：

#include 
#include 

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

参数
	shmid：	由shmget函数生成， 不同的key值对应不同的id值。
	cmd：
			操作字段， 包括：
					公共的IPC选项（ipc.h中）：
							IPC_RMID //删除
							IPC_SET //设置ipc_perm参数
							IPC_STAT //获取ipc_perm参数
							IPC_INFO //如ipcs
					共享内存自己的选项（shm.h中）【需要root权限】
							SHM_LOCK //锁定共享内存段
							SHM_UNLOCK //解锁共享内存段