【Linux】进程间通信——system V版本 共享内存

目录

共享内存

原理

实践

shmget() 创建共享内存

shmctl()   删除共享内存

shmat()   挂接进程和共享内存

shmt()     进程和共享内存去关联

共享内存的特性

优势

劣势

用共享内存实现进程间通信

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共享内存

原理

两个进程的PCB各自维护着一个进程地址空间。当两个进程要进行通信时：

1.  操作系统在内存中开辟一个内存块。
2. 通过两个进程的页表，将内存中的内存块映射到两个进程的进程地址空间中。
3. 此时两个进程就能看到同一个内存了，也就建立了通信。
4. 进行通信时，两个进程只需要访问自己的进程地址空间即可，操作系统会通过页表访问内存中的内存块。

实践

shmget() 创建共享内存

• 功能：

        在内存中创建共享内存

• 参数:    
  • key_t key 用来确定共享内存的唯一标识（系统中有很多共享内存，如何确定进程A和进程B通信的共享内存是同一个呢？通过key来确定）
  • size_t size  创建共享内存的大小
  • int shmflg  共享内存的权限，包括下面两种：

              1、 IPC_CREAT  不存在创建，存在获取

               2、IPC_EXCL   无法单独使用，必须与其他标志组合使用

   IPC_CREAT | IPC_EXCL：创建共享内存，如果不存在，则创建，如果存在，错误返回。

• 返回值

        创建成功返回共享内存的标识，失败返回-1。

如何获取key?

• 功能

        创建独一无二的key值

• 参数

        1、pathname: 文件的路径，可以随便填写，建议当前路径"./"

        2、proj_id：项目的id，可以随便填写

• 返回值

        返回一个key值

shmctl()   删除共享内存

当我们在进程通信时使用shmget创建了共享内存，但是当进程结束之后，共享内存并没有消失。

共享内存的生命周期是随内核的，用户不主动关闭，就一直存在。

可以使用  ipcs -m  指令查看共享内存.

如何删除共享内存？  两种方式：

1、手动输入命令  ipcrm -m shmid 删除

2、在程序中使用函数 shmctl()删除

• 功能

        删除指定shmid的共享内存

• 参数

1、shmid   要删除的共享内存的id，是shmget的返回值

2、cmd      删除的命令，常用的是IPC_RMID,也有时候用IPC_STAT

3、buf        描述共享内存的数据结构的指针，一般设置为nullptr

• 返回值

        成功返回 0， 失败返回 -1

shmat()   挂接进程和共享内存

• 功能

        使两个进程挂接到同一个共享内存上

• 参数

1、shmid        创建共享内存后返回的标识符,shmget的返回值

2、shmaddr    指定共享内存映射到进程地址空间中的地址，一般设置成NULL，让系统自动来设置。

3、shmflg        权限，可以设置为0

• 返回值

        共享内存映射到进程地址空间中的地址（shmaddr），不成功返回-1

shmt()     进程和共享内存去关联

• 功能

        将进程和共享内存去关联

• 参数

        shmaddr  指定共享内存映射到进程地址空间中的地址,shmat的返回值。

• 返回值        

        返回挂接进程个数

共享内存的特性

优势

当使用管道进行进程间通信的时候，需要拷贝4次。

键盘->写入端进程地址空间->管道->写出端进程地址空间->显示器

使用共享内存进行进程间通信的时候，需要拷贝两次

键盘->共享内存(写入写出端进程地址空间)->显示器

所以，共享内存是进程间通信最快的！

劣势

共享内存通信方式没有同步和互斥机制，容易导致混乱。

用共享内存实现进程间通信

实现进程间通信，需要两个进程，一个做客户端，一个做服务端

运行结果：