一、何谓共享内存？

共享内存可以说是最有用的进程间通信方式，也是最快的IPC形式。两个不同进程A、B共享内存的意思是，同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新，反之亦然。由于多个进程共享同一块内存区域，必然需要某种同步机制，互斥锁和信号量都可以。

二：共享内存的使用

1. 创建共享内存（打开）

#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg>; key（非0整数）:为共享内存段命名，shmget成功时返回一个与key相关的内存标识符shm_id（非负整数），失败时返回-1 size:以字节为单位指定需要共享的内存容量 shmflg:权限标志，与open函数的mode参数一样，创建共享内存时此参数位可写成 IPC_CREAT | 0666

2.启动进程对共享内存的访问（映射） 第一次创建完共享内存时，它还不能被任何进程访问，shmat函数的作用就是用来启动对该共享内存的访问，并把共享内存连接到当前进程的地址空间。

#include<sys/types.h> #include <sys/shm.h> void *shmat(int shm_id, const void *shm_addr, int shmflg); shm_id: 是由shmget 函数返回的共享内存标识。 shm_addr:指定共享内存连接到当前进程的地址位置，通常为空，表示让系统来选择共享内存的地址。 shm_flg:是一组标志位，通常为0。

shmat 调用成功后返回一个指向共享内存第一个字节的指针，调用失败返回-1。

3、分离共享内存（解除映射） shmdt函数用于将共享内存从当前进程中分离。注意，将共享内存分离并不是删除它，只是使该共享内存对当前进程不再可用。

#include <sys/types.h> #include <sys/shm.h> int shmdt(const void *shmaddr); shmaddr:是shmat函数返回的地址指针

调用成功返回0，失败返回-1。 4、控制共享内存（控制）

#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> int shmctl(int shm_id, int command, struct shmid_ds *buf); shm_id:是shmget函数返回的共享内存标识符 command: 控制共享内存要采取的操作，可以取以下三个值： IPC_STAT ： 把shmid_ds结构体中的数据设置为共享内存的当前关联值，即用共享内存的当前关联值覆盖shmid_ds的值 IPC_SET ： 如果进程有足够的权限，就把共享内存当前的关联值设置为shmid_ds结构体中给出的值 IPC_RMID ： 删除共享内存段 buf : 是一个结构体指针，指向共享内存模式和访问权限的结构体 shmid_ds结构体的成员至少包括： struct shmid_ds { uid_t shm_perm.uid; uid_t shm_perm.gid; mode_t shm_perm.mode; };

调用成功返回0，失败返回-1

三：编写共享内存代码

一般对内存区域的操作是先打开-》映射-》（操作）-》（控制）-》解除映射。 shm.h

#ifndef _SHM_ #define _SHM_ #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> #define _PATH_ "." #define _PROJECT_ 8888 #define _SHM_SIZE_ 4*1024 int get_shm(); char *at_shm(); int delete_shm(); int rm_shm(); #endif

shm.c

#include "shm.h" int get_shm() { key_t key = ftok(_PATH_,_PROJECT_); int flag = IPC_CREAT | 0666; int shm_id = shmget(key,_SHM_SIZE_,flag); if(shm_id ==-1) { printf("shmget error\n"); } else { printf("shmget success\n"); } return shm_id; } char *at_shm(int shm_id) { return (char*)shmat(shm_id,NULL,0); } int delete_shm(char* addr) { return shmdt(addr); } int rm_shm(int shm_id) { return shmctl(shm_id,IPC_RMID,NULL); } int main() { int shm_id = get_shm(); //创建新进程 pid_t id= fork(); if(id<0) { printf("fork error\n"); return 1; }else if(id==0) {//child char *buf = at_shm(shm_id); int i = 0; while(i<4096) { buf[i]= 'w'; i++; } buf[4096]= '\0'; delete_shm(buf); }else {//father char *buf = at_shm(shm_id); sleep(3); printf("%s\n",buf); waitpid(id,NULL,0); rm_shm(shm_id); } return 0; }

运行结果在屏幕上打印4096个w

总结：

优点：采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据[1]： 一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存区到输出文件。实际上，进程之间在共享内存时，并不总是读写少量数据后就解除映射，有新的通信时，再重新建 立共享内存区域。而是保持共享区域，直到通信完毕为止，这样，数据内容一直保存在共享内存中，并没有写回文件。共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回 文件的。因此，采用共享内存的通信方式效率是非常高的。

缺点： 共享内存没有提供同步的机制，这使得我们在使用共享内存进行进程间通信时，往往要借助其他的手段（信号量）来进行进程间的同步工作。