struct shmid_ds {
    struct ipc_perm    shm_perm;     /* operation perms */
    int               shm_segsz;     /* size of segment (bytes) */
    __kernel_time_t   shm_atime;     /* last attach time */
    __kernel_time_t   shm_dtime;     /* last detach time */
    __kernel_time_t   shm_ctime;     /* last change time */
    __kernel_ipc_pid_t shm_cpid;     /* pid of creator */
    __kernel_ipc_pid_t shm_lpid;     /* pid of last operator */
    unsigned short  shm_nattch;     /* no. of current attaches */
    unsigned short  shm_unused;     /* compatibility */
    void          *shm_unused2;     /* ditto - used by DIPC */
    void          *shm_unused3;     /* unused */
};

3.共享内存的建立过程

（1）申请共享内存（物理内存已经开辟好了）；

（2）共享内存挂接到地址空间（建立映射关系）；

（3）去关联共享内存（修改页表，取消映射关系）；

（4）释放共享内存（内存归还给系统）。

三、共享内存函数

1.shmget函数

功能：用来创建共享内存

原型：

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

参数：
        key：这个共享内存段名字
        size：共享内存大小
        shmflg：由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
返回值：成功返回一个非负整数，即该共享内存段的标识码；失败返回-1

2.shmat函数

功能：将共享内存段连接到进程地址空间
原型：

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

参数：
        shmid：共享内存标识
        shmaddr：指定连接的地址
        shmflg：它的两个可能取值是SHM_RND和SHM_RDONLY
返回值：成功返回一个指针，指向共享内存第一个节；失败返回-1

另外：

shmaddr为NULL，核心自动选择一个地址。
shmaddr不为NULL且shmflg无SHM_RND标记，则以shmaddr为连接地址。
shmaddr不为NULL且shmflg设置了SHM_RND标记，则连接的地址会自动向下调整为SHMLBA整数倍。公式：shmaddr -(shmaddr % SHMLBA)。
shmflg=SHM_RDONLY，表示连接操作用来只读共享内存。

3.shmdt函数

功能：将共享内存段与当前进程脱离
原型：

int shmdt(const void *shmaddr);

参数：shmaddr: 由shmat所返回的指针

返回值：成功返回0；失败返回-1
注意：将共享内存段与当前进程脱离不等于删除共享内存段

4. shmctl函数

功能：用于控制共享内存
原型：

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

参数：
        shmid:由shmget返回的共享内存标识码
        cmd:将要采取的动作（有三个可取值）
        buf:指向一个保存着共享内存的模式状态和访问权限的数据结构
返回值：成功返回0；失败返回-1

命令	说明
IPC_STAT	把shmid_ds结构中的数据设置为共享内存的当前关联值
IPC_SET	在进程有足够的权限的前提下，把共享内存当前关联值设置为shmid_ds数据结构中给出的值
IPC_RMID	删除共享内存段

三、共享内存实例

server通过共享内存给client发送数据。、

ftok函数：把一个已经存在的路径名和一个整数标识得转换成一个key_t值，称为IPC键

makefile

.PHONY:all
all:client server

client: client.c
	gcc -o $@ $^
server: server.c
	gcc -o $@ $^

.PHONY:clear
clear:
	rm client server

server.c

#include<stdio.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<sys/types.h>

#define SIZE 4096
#define PATHNAME "/home/Zht/Linux/SHM"
#define PROJ_ID 0x66

int main()
{
  key_t k = ftok(PATHNAME, PROJ_ID);
  if(k < 0){
    perror("ftok");
    return 1;
  }

  int shmid = shmget(k, SIZE, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644);    //开辟
  if(shmid < 0){
    perror("shmget");
    return 2;
  }

  char *mem = shmat(shmid, NULL, 0);    //挂接

  int i = 0;
  while(1)
  {
    mem[i] = 'A' + i;
    i++;
    sleep(1);
    mem[i] = '';
  }

  shmdt(mem);

  //shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);  //释放
  return 0;
}

client.c

#include<stdio.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<sys/types.h>


#define SIZE 4096
#define PATHNAME "/home/Zht/Linux/SHM"
#define PROJ_ID 0x66


int main()
{
  key_t k = ftok(PATHNAME, PROJ_ID);
  if(k < 0){
    perror("ftok");
    return 1;
  }


  int shmid = shmget(k, SIZE, IPC_CREAT);    //开辟
  if(shmid < 0){
    perror("shmget");
    return 2;
  }


  char *mem = shmat(shmid, NULL, 0);    //挂接


  int i = 0;
  while(1)
  {
    printf("server meg# %sn", mem);    //读取
    sleep(1);
  }


  shmdt(mem);


  //shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);  //释放
  return 0;
}

结果

运行时

正常接收

挂接也为2

终止后挂接为0。

四、system V消息队列

消息队列提供了一个从一个进程向另外一个进程发送一块数据的方法。
每个数据块都被认为是有一个类型，接收者进程接收的数据块可以有不同的类型值特性方面。
IPC资源必须删除，否则不会自动清除，除非重启，所以system V IPC资源的生命周期随内核。

五、system V信号量

信号量主要用于同步和互斥的。

1.进程互斥

由于各进程要求共享资源，而且有些资源需要互斥使用，因此各进程间竞争使用这些资源，进程的这种关系为进程的互斥。

系统中某些资源一次只允许一个进程使用，称这样的资源为临界资源或互斥资源。
进程中涉及到互斥资源的程序段叫临界区。
IPC资源必须删除，否则不会自动清除，除非重启，所以system V IPC资源的生命周期随内核。

总结

进程间的通信主要分为管道和system V，管道有可分为匿名管道和命名管道；system V进程间通信包括了共享内存、消息队列、信号量。两篇文章对他们进行了介绍。

本图文内容来源于网友网络收集整理提供，作为学习参考使用，版权属于原作者。

THE END

linux 进程通信

二维码

docker个人理解与极简安装

< <上一篇

Linux知识小结

下一篇>>

搜索内容

[OS-Linux]详解Linux的进程间通信2——system V共享内存（Shared Memory）

一、system V共享内存

二、共享内存原理

1. 共享内存的通信原理

2. 共享内存数据结构