兴化住房和城乡建设局网站,门户类网站,提供手机网站建设推荐,seo是什么意思网络用语文章目录System V 共享内存机制#xff1a;shmget shmat shmdt shmctl案例一#xff1a;有亲缘关系的进程通信案例二#xff1a;非亲缘关系的进程通信内存写端write1.c内存读端read1.c案例三#xff1a;不同程序之间的进程通信程序一#xff0c;写者shmwr.c程序二#xf…
文章目录System V 共享内存机制shmget shmat shmdt shmctl案例一有亲缘关系的进程通信案例二非亲缘关系的进程通信内存写端write1.c内存读端read1.c案例三不同程序之间的进程通信程序一写者shmwr.c程序二读者shmre.c使用环境Ubuntu18.04 使用工具VMWare workstations xshell作者在学习Linux的过程中对常用的命令进行记录通过思维导图的方式梳理知识点并且通过xshell连接vmware中ubuntu虚拟机进行操作并将练习的截图注解每句话对应相应的命令读者可以无障碍跟练。第七次练习的重点在于Linux的进程通信之共享内存。System V 共享内存机制shmget shmat shmdt shmctl
内存共享的原理及实现 共享内存本质是一段特殊的内存区域进程间需要共享的数据被存放在该共享内存区域中所有需要访问该共享区域的进程都要把共享区域映射 到本进程的地址空间去不是拷贝。这样一个使用共享内存的进程可以将信息写入空间而另一个今后才能可以通过对映射地址进行读内存获取刚刚写入的信息完成进程间通信。共享内存允许一个或多个进程通过同时出现在它们的虚拟地址空间的内存进行通信而这块虚拟内存的页面被每个共享内存的页表条目所引用同时并不需要在所有进程的虚拟内存中都有相同的地址。进程对象对于共享内存的访问通过key键值来控制同时通过key键值来进行访问权限检查。
#include sys/types.h
#include sys/ipc.h
#include sys/shm.h
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
int shmget(key_t key, int size, int shmflg);
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(const void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);函数ftok(const char *pathname, int proj_id);用于创建一个关键字可以用此key关联一个共享内存段
参数pathname为一个全路径文件名此文件必须可访问。参数proj_jd通常传入一非0字符通过pathname和proj_id组合可以创建唯一的key如果调用成功返回一个关键字key否则返回-1
函数shmget(key_t key, int size, int shmflg);用于创建或打开一共享内存段该内存段由函数的第一个参数唯一创建。
创建成功返回唯一的共享内存标识号类似于进程号否则返回-1参数key是一个共享内存关联的关键字如果该key已经关联共享内存则返回内存段标志表示打开了此内存段。如果该key不存在则创建一个新的共享内存段。key 的值既可以用 ftok 函数产生也可以是 IPC_PRIVATE用于创建一个只属于创建进程的共享内存主要用于父子通信,表示总是创建新的共享内存段。参数size指定共享内存段的大小以字节为单位。参数shmflg是掩码合成纸可以是访问权限值与(IPC_CREAT 或 IPC_EXCL)的合成。IPC_CREAT 表示如果内存段不存在就创建。IPC_EXCL 表示如果该内存段存在则函数返回失败结果(-1)。如果调用成功返回内存段标识否则返回-1
函数*shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);将共享内存段映射到进程空间的某一地址。
参数shmid是共享内存段的标识通常应该是shmget的成功返回值即共享内存标识号参数shmaddr制定的是共享内存连接到当前进程汇总的地址位置。通常是是NULL表示让系统来选择共享内存出现的地址。参数shmflg是一组位标识指定 shmget 函数的动作比如传入 IPC_CREAT 表示要创建新的共享内存通常为0。如果函数调用成功返回映射后的进程空间的首地址否则返回char *-1。
函数shmdt(const void *shmaddr);用于将共享内存段与进程空间分离。
参数shmaddr通常为shmat的成功返回值即映射后的进程空间首址。函数成功后返回0失败后返回-1。将共享内存分离并不是真的删除只是使得该共享内存对当前进程不可再用。
函数shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf是共享内存的控制函数可以用来删除共享内存段。
参数shmid是共享内存段标识通常是shmget的成功返回值。参数cmd是对共享内存段的操作方式可选为可选为 IPC_STATIPC_SETIPC_RMID。通常为 IPC_RMID表示删除共享内存段。参数buf是表示共享内存段的信息结构体数据通常为NULL。有进程连接执行返回0标记删除成功但是直到最后一个进程结束连接后共享内存真正被删除。结构体shmid_ds
struct shmid_ds {struct ipc_perm shm_perm; /* Ownership and permissions */size_t shm_segsz; /* Size of segment (bytes) */time_t shm_atime; /* Last attach time */time_t shm_dtime; /* Last detach time */time_t shm_ctime; /* Last change time */pid_t shm_cpid; /* PID of creator */pid_t shm_lpid; /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */shmatt_t shm_nattch; /* No. of current attaches */...
};
struct ipc_perm {key_t __key; /* Key supplied to shmget(2) */uid_t uid; /* Effective UID of owner */gid_t gid; /* Effective GID of owner */uid_t cuid; /* Effective UID of creator */gid_t cgid; /* Effective GID of creator */unsigned short mode; /* Permissions SHM_DEST andSHM_LOCKED flags */unsigned short __seq; /* Sequence number */
};案例一有亲缘关系的进程通信
#includestdio.h
#includestring.h
#includeerrno.h
#includeunistd.h
#includesys/stat.h
#includesys/types.h
#includesys/ipc.h
#includesys/shm.h
#includestdlib.h
#includesys/wait.h
#define PERM S_IRUSR | S_IWUSR //表示用户可读可写 即 0600int main(int argc,char** argv)
{int shmid shmget(IPC_PRIVATE,1024,PERM);//只有IPC_PRIVATE情况可以不设置IPC_CREAT,让操作系统来开辟空间if(shmid -1) {//如果返回的共享内存标识号不为-1即创建共享内存失败错误处理fprintf(stderr,Create Share Memory Error:%s\n\a,strerror(errno));exit(1);} if(fork() 0){ //父进程代码char *p_addr (char*)shmat(shmid,NULL,0); //将共享内存段地址映射到父进程的进程空间中memset(p_addr,\0,1024); //设置这段地址空间初始化为0strncpy(p_addr,share memory, 1024);//将字符串写入内存printf(父进程id%d,写入缓冲区%s\n,getpid(),p_addr);sleep(2);wait(NULL); //处理结束的进程防止僵尸进程shmctl(shmid,IPC_RMID,0);//通过唯一的共享内存标识号删除共享内存exit(0);}else{ //子进程代码sleep(5); //给父进程留足写数据的时间char* c_addr (char*)shmat(shmid,NULL,0); //将共享内存段地址映射到子进程的进程空间中可以读取其中内容printf(子进程id%d,进程标识号%d 读缓冲区内容: %s\n,getpid(),shmid,c_addr);exit(0);}return 0;
}
运行结果
案例二非亲缘关系的进程通信
内存写端write1.c
#includestdio.h
#includestring.h
#includeerrno.h
#includeunistd.h
#includesys/stat.h
#includesys/types.h
#includesys/ipc.h
#includesys/shm.h
#includestdlib.h
#includesys/wait.hint main()
{key_t key ftok(./file1,1); //1 写端使用ftok函数获取此文件的唯一关键字if(key -1){ //获取失败的处理perror(fotk);exit(-1);}int shmid shmget(key,512,IPC_CREAT|0666); //2 按照key创建512B大小的共享内存段返回该共享内存段的标识符if(shmid -1){ //创建失败的处理perror(shmget);exit(-1);}char *pMap (char *)shmat(shmid,NULL,0); //3 获得共享内存段的首地址memset(pMap,\0,512);strcpy(pMap,hello world); //4 想共享内存段中写入内容if(shmdt(pMap) -1){ //5 关闭共享内存段perror(shmdt);exit(-1);} return 0;
}
内存读端read1.c
#includestdio.h
#includestring.h
#includeerrno.h
#includeunistd.h
#includesys/stat.h
#includesys/types.h
#includesys/ipc.h
#includesys/shm.h
#includestdlib.h
#includesys/wait.h
int main()
{key_t key ftok(./file1,1); //1 读端使用ftok函数获取此文件的唯一关键字if(key -1){ //获取失败的处理perror(fotk);exit(-1);}int shmid shmget(key,512,0666|IPC_CREAT); //2 按照key创建4096大小的共享内存段权限设可读返回该共享内存段的标识符if(shmid -1){ //创建失败的处理perror(shmid);exit(-1);}char* pMap shmat(shmid,NULL,0); //3 获取共享内存段的首地址printf(读到的内容%s\n,pMap); //4 读取共享内存段的内容if(shmctl(shmid,IPC_RMID,0) -1){ //5 删除共享内存段注意和shmdt作区分 perror(shmctl);exit(-1);}return 0;
}
**注意**如果运行时出错再运行会出现“错误的参数”、“段错误”等需要检查共享内存段是否关闭了可以按如下操作有可能会出现程序创建了共享内存段然后没删除的情况导致想再次运行报错。 再次运行调试就ok了
案例三不同程序之间的进程通信
程序一写者shmwr.c
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h
#include sys/ipc.h
#include sys/shm.h
#includestdlib.h
#includesys/wait.h
struct text
{int useful; //是否可用的标志char buf[1024];
};int main()
{int shmid shmget((key_t)5080,sizeof(struct text),0600|IPC_CREAT);//创建唯一key大小为text的共享内存段,返回唯一内存标识号if(shmid -1){ //创建失败的处理perror(shmget);exit(-1);}struct text* ptext (struct text*)shmat(shmid,NULL,0);//获得shmid共享内存段的首地址ptext-useful 0;while(1){if(ptext-useful 0){ //判断此内存段是否被用int iret read(STDIN_FILENO,ptext-buf,1024); //从标准输入到buf缓冲中如果read函数不输入会阻塞ptext-useful 1; //将缓冲区改为占用状态if(strncmp(end,ptext-buf,3) 0){ //如果输入的end则结束break;}ptext-useful 0; //将缓冲区改为未占用状态新一次传输}sleep(1);}shmdt((void*)ptext); //将此进程和共享内存段分离return 0;
}程序二读者shmre.c
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include fcntl.h
#include unistd.h
#include sys/ipc.h
#include sys/shm.h
#includestdlib.h
#includesys/wait.h
struct text
{int useful; //是否可用的标志char buf[1024];
};int main()
{int shmid shmget((key_t)5080,sizeof(struct text),0600|IPC_CREAT);//创建唯一key大小为text的共享内存段,返回唯一内存标识号if(shmid -1){ //创建失败的处理perror(shmget);exit(-1);}struct text* ptext (struct text*)shmat(shmid,NULL,0);//获得shmid共享内存段的首地址ptext-useful 0;while(1){if(ptext-useful 1){write(STDOUT_FILENO,ptext-buf,strlen(ptext-buf));//将缓冲区中的内容打印到标准输出窗口中如果没有内容write会阻塞ptext-useful 0;if(strncmp(end,ptext-buf,3) 0){ //输入end退出循环break;}}sleep(1);}shmdt((void*)ptext); //将此进程和共享内存段分离shmctl(shmid,IPC_RMID,0); //清除该进程空间return 0;
}
演示结果读者结合代码自行体会end覆盖了内存空间的起始字符如何修改可以不覆盖呢
