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如何增加linux中共享内存

admin
Linux
2025-08-04
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增加Linux中的共享内存，可通过 shmget()创建新段并设置大小；调整内核参数如 /proc/sys/kernel/shmmax或编辑 /etc/sysctl.conf提升上限；使用 shmat()附加到进程地址空间进行读写

是关于如何在Linux中增加共享内存的详细指南,涵盖多种方法和具体实现步骤：

通过System V IPC机制创建和管理共享内存

使用shmget()创建或获取共享内存段
- 函数原型：int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
  - key：唯一标识符（可通过ftok()生成）。key_t key = ftok("somefile", 65);，若需新建则结合标志位如IPC_CREAT；若确保独占可加IPC_EXCL。
  - size：以字节为单位指定内存大小，建议设置为4096的倍数（因系统最小分配单元为4KB）。
  - shmflg：权限控制与行为组合，如0666表示所有用户可读写，配合IPC_CREAT实现不存在时自动创建。
- 示例代码：
```
int shmid = shmget(key, 1024, IPC_CREAT | 0666); // 成功返回ID，失败返-1
```
将共享内存附加到进程地址空间
- 函数shmat()：将共享内存段映射到当前进程的虚拟地址空间，通常传入NULL让系统自动选择合适地址。
```
char shm_addr = (char)shmat(shmid, NULL, 0); // 返回指向共享区域的指针
```
  若失败会返回(void)-1并设置errno错误码，此时可通过perror("shmat")打印具体错误信息。
读写操作与同步机制
- 直接通过指针访问内存区域（如strcpy(shm_addr, "data")），但多进程并发时需额外同步手段：
  - 信号量（Semaphore）：控制临界区访问顺序。
  - 互斥锁（Mutex）：防止竞态条件导致的数据损坏。
- 注意：共享内存本身不提供同步功能，必须依赖外部机制保证数据一致性。
分离与删除共享内存
- 分离：调用shmdt(const void addr)断开当前进程与共享区的关联，但不释放物理内存。
```
if (shmdt(shm_addr) == -1) perror("shmdt failed");
```
- 删除：使用shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds buf)配合IPC_RMID命令移除标记。
```
shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 仅删除标识符，实际释放依赖所有进程解绑
```
调整内核参数以扩大限制
- 查看当前配置：cat /proc/sys/kernel/shmmax显示单个共享段最大值。
- 临时修改：执行echo 1073741824 > /proc/sys/kernel/shmmax将上限提升至1GB。
- 永久生效：编辑/etc/sysctl.conf添加kernel.shmmax=1073741824后运行sysctl -p重载配置。

基于POSIX标准的高级接口（推荐新项目使用）

函数	作用	参数说明
`shm_open()`	创建/打开命名共享对象	name（路径）、oflag（O_CREAT等）、mode（权限）
`mmap()`	映射文件到进程地址空间	addr（建议NULL）、length、prot（PROT_READ/WRITE）、flags（含MAP_SHARED）
`munmap()`	解除映射	addr（此前返回的地址）、length
`shm_unlink()`	删除共享文件描述符	name（需与创建时一致）

典型流程示例：

// 创建或打开共享文件
int fd = shm_open("my_shared_mem", O_CREAT | O_RDWR, 0777);
ftruncate(fd, 4096); // 设定初始大小
void ptr = mmap(NULL, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
// 使用完毕后清理资源
munmap(ptr, 4096);
shm_unlink("my_shared_mem");
close(fd);

此方法优势在于支持动态调整大小、跨fork继承及更直观的文件模型管理。