Linux下基于POSIX标准的共享内存操作示例

Linux下基于POSIX标准的共享内存操作示例

分类： Application 2010-12-31 11:10  364人阅读  评论(0)  收藏  举报

       对于进程间通信，之前一直是用管道进行实现。比如父子进程间使用pipe，无血缘关系的进程可以使用fifo。从来没有想过使用共享内存，为什么呢？大家还记得这本书吧《Unix环境高级编程》，上面讲解了关于共享内存的操作，说实话，太麻烦了，真的不好用（有好多繁杂的接口，比如shmget, shmat,shmdt,chmctl等）。现在好了，基于POSIX标准的共享内存操作变得及其简单，总共就几个接口可供调用，已经变得像操作普通文件一样简单！

        新的标准的接口如下：

        POSIX 为创建、映射、同步和取消共享内存段提供五个入口点：

• shm_open()：创建共享内存段或连接到现有的已命名内存段。这个系统调用返回一个文件描述符。
• shm_unlink()：根据（shm_open() 返回的）文件描述符，删除共享内存段。实际上，这个内存段直到访问它的所有进程都退出时才会删除，这与在 UNIX 中删除文件很相似。但是，调用 shm_unlink() （通常由原来创建共享内存段的进程调用）之后，其他进程就无法访问这个内存段了。
• mmap()：把共享内存段映射到进程的内存。这个系统调用需要 shm_open() 返回的文件描述符，它返回指向内存的指针。（在某些情况下，还可以把一般文件或另一个设备的文件描述符映射到内存。对这些操作的讨论超出了本文的范围；具体方法请查阅操作系统的 mmap() 文档。）
• munmap()：作用与 mmap() 相反。
• msync()：用来让共享内存段与文件系统同步 — 当把文件映射到内存时，这种技术有用。

使用共享内存的过程是，用 shm_open() 创建内存段，用 write() 或 ftruncate() 设置它的大小，用 mmap() 把它映射到进程内存，执行其他参与者需要的操作。当使用完时，原来的进程调用 munmap() 和 shm_unlink()，然后退出。

      怎么样？简单吧，就像文件操作一样，打开，映射得到一个指针，对指针操作，然后撤销映射，关闭！

      下面给出两段示例代码，以示用来进行无血缘关系的进程间通信

    #include <sys/file.h>
  6 #include <sys/mman.h>
  7 #include <fcntl.h>
  8 #include <sys/stat.h>
  9 #include <sys/wait.h>
 10 #include "util.h"
 11
 12 void error_and_die(const char *msg) {
 13     perror(msg);
 14     exit(EXIT_FAILURE);
 15 }
 16
 17 int main()
 18 {
 19     int ret;
 20     const size_t region_size = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
 21     const char *string = "This is a test for share memory!/n";
 22     int fd = shm_open(SHARE_MEMORY, O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0666);
 23     if (-1 == fd)
 24     {
 25         error_and_die("shm_open");
 26     }
 27
 28     ret = ftruncate(fd, region_size);
 29     if (ret)
 30     {
 31         error_and_die("ftruncate");
 32     }
 33
 34     void *ptr = mmap(0, region_size, PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED, fd, 0);
 35     if (ptr == MAP_FAILED)
 36     {
 37         error_and_die("mmap");
 38     }
 39
 40     close(fd);
 41     //*(int *)ptr = 0x55aa;
 42     memcpy(ptr, string, (strlen(string) + 1));
 43
 44     sleep(10);
 45
 46     ret = munmap(ptr, region_size);
 47     if (ret)
 48         error_and_die("munmap");
 49
 50     ret = shm_unlink(SHARE_MEMORY);
 51     if (ret)
 52         error_and_die("shm_unlink");
 53     return 0;
 54
 55
 56 }

 1 #include <stdio.h>
   2 #include <string.h>
   3 #include <stdlib.h>
   4 #include <unistd.h>
   5 #include <sys/file.h>
   6 #include <sys/mman.h>
   7 #include <fcntl.h>
   8 #include <sys/stat.h>
   9 #include <sys/wait.h>
  10 #include "util.h"
  11
  12 void error_and_die(const char *msg) {
  13     perror(msg);
  14     exit(EXIT_FAILURE);
  15 }
  16
  17 int main()
  18 {
  19     int ret;
  20     const size_t region_size = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
  21     int fd = shm_open(SHARE_MEMORY, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
  22     if (-1 == fd)
  23     {
  24         error_and_die("shm_open");
  25     }
  26
  27     ret = ftruncate(fd, region_size);
  28     if (ret)
  29     {
  30         error_and_die("ftruncate");
  31     }
  32
  33     void *ptr = mmap(0, region_size, PROT_READ | PROT_WRITE , MAP_SHARED, fd, 0);
  34     if (ptr == MAP_FAILED)
  35     {
  36         error_and_die("mmap");
  37     }
  38
  39     close(fd);
  40
  41
  42     printf("%s", (char *)ptr);
  43     ret = munmap(ptr, region_size);
  44     if (ret)
  45         error_and_die("munmap");
  46
  47     ret = shm_unlink(SHARE_MEMORY);
  48     if (ret)
  49         error_and_die("shm_unlink");
  50
  51     return 0;
  52 }

 

代码很简单，唯一注意的地方是，第二个文件中shm_open的时候O_TUNC参数要去掉，否则内存又被截断为0，读不到东西的。