如何设置linux的共享内存

Linux系统中,共享内存是一种高效的进程间通信（IPC）机制，允许多个进程直接访问同一块内存区域，从而实现快速的数据交换，以下是设置Linux共享内存的详细步骤和相关说明：

创建共享内存段

在Linux中,可以使用shmget系统调用来创建或获取一个共享内存段，这个函数通常用于System V IPC（进程间通信）机制，以下是一个基本的示例代码：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    key_t key = ftok("somefile", 'R'); // 生成唯一的键值
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT); // 创建共享内存段
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget failed");
        return 1;
    }
    printf("Shared memory created with id: %d
", shmid);
    return 0;
}

在这个示例中,ftok函数用于生成一个唯一的键值，shmget函数用于创建共享内存段。1024是共享内存段的大小，0666是权限标志，IPC_CREAT表示如果共享内存段不存在则创建它。

附加到共享内存段

创建共享内存段后,进程需要将其附加到自己的地址空间中，以便进行读写操作，可以使用shmat系统调用来实现这一点，以下是一个示例代码：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    key_t key = ftok("somefile", 'R');
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget failed");
        return 1;
    }
    char data = (char ) shmat(shmid, NULL, 0); // 附加到共享内存段
    if (data == (char ) -1) {
        perror("shmat failed");
        return 1;
    }
    printf("Shared memory attached at address: %p
", data);
    return 0;
}

在这个示例中,shmat函数将共享内存段附加到当前进程的地址空间中，并返回指向该内存段的指针。

读写共享内存

附加到共享内存段后,进程可以像操作普通内存一样读写共享内存，以下是一个示例代码：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    key_t key = ftok("somefile", 'R');
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget failed");
        return 1;
    }
    char data = (char ) shmat(shmid, NULL, 0);
    if (data == (char ) -1) {
        perror("shmat failed");
        return 1;
    }
    strcpy(data, "Hello, World!"); // 写入数据到共享内存
    printf("Data written to shared memory: %s
", data);
    return 0;
}

在这个示例中,strcpy函数将字符串”Hello, World!”写入共享内存，其他进程也可以附加到同一个共享内存段，并读取或修改其中的数据。

分离和删除共享内存段

当进程不再需要访问共享内存时,可以使用shmdt系统调用将其从当前进程的地址空间中分离，共享内存段不再使用时，可以使用shmctl系统调用将其删除，以下是一个示例代码：

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
int main() {
    key_t key = ftok("somefile", 'R');
    int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT);
    if (shmid == -1) {
        perror("shmget failed");
        return 1;
    }
    char data = (char ) shmat(shmid, NULL, 0);
    if (data == (char ) -1) {
        perror("shmat failed");
        return 1;
    }
    strcpy(data, "Hello, World!");
    printf("Data written to shared memory: %s
", data);
    if (shmdt(data) == -1) { // 分离共享内存段
        perror("shmdt failed");
        return 1;
    }
    printf("Shared memory detached
");
    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) { // 删除共享内存段
        perror("shmctl failed");
        return 1;
    }
    printf("Shared memory removed
");
    return 0;
}

在这个示例中,shmdt函数将共享内存段从当前进程的地址空间中分离，shmctl函数将共享内存段从系统中删除。

使用POSIX共享内存

除了System V共享内存外，Linux还支持POSIX共享内存，POSIX共享内存的使用方式与System V有所不同，但同样可以实现进程间通信，以下是一个简单的POSIX共享内存示例：

#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    int fd = shm_open("/myshm", O_CREAT|O_RDWR, 0666); // 创建共享内存对象
    if (fd == -1) {
        perror("shm_open failed");
        return 1;
    }
    if (ftruncate(fd, 1024) == -1) { // 设置共享内存大小
        perror("ftruncate failed");
        return 1;
    }
    char data = (char ) mmap(NULL, 1024, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); // 映射共享内存
    if (data == MAP_FAILED) {
        perror("mmap failed");
        return 1;
    }
    strcpy(data, "Hello, POSIX!"); // 写入数据到共享内存
    printf("Data written to shared memory: %s
", data);
    if (munmap(data, 1024) == -1) { // 取消映射
        perror("munmap failed");
        return 1;
    }
    if (shm_unlink("/myshm") == -1) { // 删除共享内存对象
        perror("shm_unlink failed");
        return 1;
    }
    return 0;
}

在这个示例中,shm_open函数用于创建共享内存对象，ftruncate函数用于设置共享内存的大小，mmap函数用于将共享内存映射到进程的地址空间中。munmap函数用于取消映射，shm_unlink函数用于删除共享内存对象。

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