struct shmid_ds{uid_t shm_perm.uid;uid_t shm_perm.gid;mode_t shm_perm.mode;

三 例子

shmdata.h的源码:
#ifndef _SHMDATA_H_HEADER#define _SHMDATA_H_HEADER#define TEXT_SZ2048struct shared_use_st{int written;/* 作为一个标志,非0:表示可读,0表示可写 */char text[TEXT_SZ];/* 记录写入和读取的文本 */};#endif
shmread.c的源代码
#include#include#include#include#include"shmdata.h"#define MEM_KEY (1234)int main(){int running=1;//程序是否继续运行的标志void*shm= NULL;//分配的共享内存的原始首地址struct shared_use_st*shared;//指向shmint shmid;//共享内存标识符//创建共享内存shmid= shmget((key_t)MEM_KEY,sizeof(struct shared_use_st),0666|IPC_CREAT);if(shmid==-1){fprintf(stderr,"shmget failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}//将共享内存连接到当前进程的地址空间shm= shmat(shmid,0,0);if(shm==(void*)-1){fprintf(stderr,"shmat failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}printf("\nMemory attached at %X\n",(int)shm);//设置共享内存shared=(struct shared_use_st*)shm;shared->written=0;while(running)//读取共享内存中的数据{//没有进程向共享内存定数据有数据可读取if(shared->written!=0){printf("You wrote: %s", shared->text);sleep(rand()%3);//读取完数据,设置written使共享内存段可写shared->written=0;//输入了end,退出循环(程序)if(strncmp(shared->text,"end",3)==0)running=0;}else//有其他进程在写数据,不能读取数据sleep(1);}//把共享内存从当前进程中分离if(shmdt(shm)==-1){fprintf(stderr,"shmdt failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}//删除共享内存if(shmctl(shmid, IPC_RMID,0)==-1){fprintf(stderr,"shmctl(IPC_RMID) failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}exit(EXIT_SUCCESS);}
shmwrite.c的源代码
#include#include#include#include#include#include"shmdata.h"#define MEM_KEY (1234)
int main(){int running=1;void*shm= NULL;struct shared_use_st*shared= NULL;char buffer[BUFSIZ+1];//用于保存输入的文本int shmid;//创建共享内存shmid= shmget((key_t)MEM_KEY,sizeof(struct shared_use_st),0666|IPC_CREAT);if(shmid==-1){fprintf(stderr,"shmget failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}//将共享内存连接到当前进程的地址空间shm= shmat(shmid,(void*)0,0);if(shm==(void*)-1){fprintf(stderr,"shmat failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}printf("Memory attached at %X\n",(int)shm);//设置共享内存shared=(struct shared_use_st*)shm;while(running)//向共享内存中写数据{//数据还没有被读取,则等待数据被读取,不能向共享内存中写入文本while(shared->written==1){sleep(1);printf("Waiting...\n");}//向共享内存中写入数据printf("Enter some text: ");fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);strncpy(shared->text, buffer, TEXT_SZ);//写完数据,设置written使共享内存段可读shared->written=1;//输入了end,退出循环(程序)if(strncmp(buffer,"end",3)==0)running=0;}//把共享内存从当前进程中分离if(shmdt(shm)==-1){fprintf(stderr,"shmdt failed\n");exit(EXIT_FAILURE);}sleep(2);exit(EXIT_SUCCESS);}

代码分析:

程序shmread创建共享内存,然后将它连接到自己的地址空间。在共享内存的开始处使用了一个结构struct_use_st。该结构中有个标志written,当共享内存中有其他进程向它写入数据时,共享内存中的written被设置为0,程序等待。当它不为0时,表示没有进程对共享内存写入数据,程序就从共享内存中读取数据并输出,然后重置设置共享内存中的written为0,即让其可被shmwrite进程写入数据。
程序shmwrite取得共享内存并连接到自己的地址空间中。检查共享内存中的written,是否为0,若不是,表示共享内存中的数据还没有被完,则等待其他进程读取完成,并提示用户等待。若共享内存的written为0,表示没有其他进程对共享内存进行读取,则提示用户输入文本,并再次设置共享内存中的written为1,表示写完成,其他进程可对共享内存进行读操作。

关于前面的例子的安全性讨论

这个程序是不安全的,当有多个程序同时向共享内存中读写数据时,问题就会出现。可能你会认为,可以改变一下written的使用方式,例如,只有当written为0时进程才可以向共享内存写入数据,而当一个进程只有在written不为0时才能对其进行读取,同时把written进行加1操作,读取完后进行减1操作。这就有点像文件锁中的读写锁的功能。咋看之下,它似乎能行得通。但是这都不是原子操作,所以这种做法是行不能的。试想当written为0时,如果有两个进程同时访问共享内存,它们就会发现written为0,于是两个进程都对其进行写操作,显然不行。当written为1时,有两个进程同时对共享内存进行读操作时也是如些,当这两个进程都读取完是,written就变成了-1.
要想让程序安全地执行,就要有一种进程同步的进制,保证在进入临界区的操作是原子操作。例如,可以使用前面所讲的信号量来进行进程的同步。因为信号量的操作都是原子性的。
3使用共享内存的优缺点
优点:我们可以看到使用共享内存进行进程间的通信真的是非常方便,而且函数的接口也简单,数据的共享还使进程间的数据不用传送,而是直接访问内存,也加快了程序的效率。同时,它也不像匿名管道那样要求通信的进程有一定的父子关系。
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来进行进程间的同步工作。

四 更好的例子

1、server.c
/*server.c:向共享内存中写入People*/#include#include#include#include#include#include"credis.h"int semid;int shmid;/*信号量的P操作*/void p(){struct sembuf sem_p;sem_p.sem_num=0;/*设置哪个信号量*/sem_p.sem_op=-1;/*定义操作*/if(semop(semid,&sem_p,1)==-1)printf("p operation is fail\n");/*semop函数自动执行信号量集合上的操作数组。int semop(int semid, struct sembuf semoparray[], size_t nops);semoparray是一个指针,它指向一个信号量操作数组。nops规定该数组中操作的数量。*/}/*信号量的V操作*/void v(){struct sembuf sem_v;sem_v.sem_num=0;sem_v.sem_op=1;if(semop(semid,&sem_v,1)==-1)printf("v operation is fail\n");}int main(){structPeople{char name[10];int age;};key_t semkey;key_t shmkey;semkey=ftok("../test/VenusDB.cbp",0);//用来产生唯一的标志符,便于区分信号量及共享内存shmkey=ftok("../test/main.c",0);/*创建信号量的XSI IPC*/semid=semget(semkey,1,0666|IPC_CREAT);//参数nsems,此时为中间值1,指定信号灯集包含信号灯的数目//0666|IPC_CREAT用来表示对信号灯的读写权限从左向右:第一位:0表示这是一个8进制数第二位:当前用户的经权限:6=110(二进制),每一位分别对就 可读,可写,可执行,6说明当前用户可读可写不可执行第三位:group组用户,6的意义同上第四位:其它用户,每一位的意义同上,0表示不可读不可写也不可执行if(semid==-1)printf("creat sem is fail\n");//创建共享内存shmid=shmget(shmkey,1024,0666|IPC_CREAT);//对共享内存if(shmid==-1)printf("creat shm is fail\n");/*设置信号量的初始值,就是资源个数*/union semun{int val;struct semid_ds*buf;unsignedshort*array;}sem_u;sem_u.val=1;/*设置变量值*/semctl(semid,0,SETVAL,sem_u);//初始化信号量,设置第0个信号量,p()操作为非阻塞的/*将共享内存映射到当前进程的地址中,之后直接对进程中的地址addr操作就是对共享内存操作*/structPeople*addr;addr=(structPeople*)shmat(shmid,0,0);//将共享内存映射到调用此函数的内存段if(addr==(structPeople*)-1)printf("shm shmat is fail\n");/*向共享内存写入数据*/p();strcpy((*addr).name,"xiaoming");/*注意:①此处只能给指针指向的地址直接赋值,不能在定义一个 struct People people_1;addr=&people_1;因为addr在addr=(struct People*)shmat(shmid,0,0);时,已经由系统自动分配了一个地址,这个地址与共享内存相关联,所以不能改变这个指针的指向,否则他将不指向共享内存,无法完成通信了。注意:②给字符数组赋值的方法。刚才太虎了。。*/(*addr).age=10;v();/*将共享内存与当前进程断开*/if(shmdt(addr)==-1)printf("shmdt is fail\n");}
2、clinet.c
/*client.c:从共享内存中读出People*/#include#include#include#includeint semid;int shmid;/*信号量的P操作*/void p(){struct sembuf sem_p;sem_p.sem_num=0;sem_p.sem_op=-1;if(semop(semid,&sem_p,1)==-1)printf("p operation is fail\n");}/*信号量的V操作*/void v(){struct sembuf sem_v;sem_v.sem_num=0;sem_v.sem_op=1;if(semop(semid,&sem_v,1)==-1)printf("v operation is fail\n");}int main(){key_t semkey;key_t shmkey;semkey=ftok("../test/client/VenusDB.cbp",0);shmkey=ftok("../test/client/main.c",0);structPeople{char name[10];int age;};/*读取共享内存和信号量的IPC*/semid=semget(semkey,0,0666);if(semid==-1)printf("creat sem is fail\n");shmid=shmget(shmkey,0,0666);if(shmid==-1)printf("creat shm is fail\n");/*将共享内存映射到当前进程的地址中,之后直接对进程中的地址addr操作就是对共享内存操作*/structPeople*addr;addr=(structPeople*)shmat(shmid,0,0);if(addr==(structPeople*)-1)printf("shm shmat is fail\n");/*从共享内存读出数据*/p();printf("name:%s\n",addr->name);printf("age:%d\n",addr->age);v();/*将共享内存与当前进程断开*/if(shmdt(addr)==-1)printf("shmdt is fail\n");/*IPC必须显示删除。否则会一直留存在系统中*/if(semctl(semid,0,IPC_RMID,0)==-1)printf("semctl delete error\n");if(shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL)==-1)printf("shmctl delete error\n");}

五 父子进程共享内存的个子

#include#include#include#include#define SHM_KEY0x33#define SEM_KEY0x44union semun{int val;struct semid_ds*buf;unsignedshort*array;};int P(int semid){struct sembuf sb;sb.sem_num=0;sb.sem_op=-1;sb.sem_flg= SEM_UNDO;if(semop(semid,&sb,1)==-1){perror("semop");return-1;}return0;}int V(int semid){struct sembuf sb;sb.sem_num=0;sb.sem_op=1;sb.sem_flg= SEM_UNDO;if(semop(semid,&sb,1)==-1){perror("semop");return-1;}return0;}int main(int argc,char**argv){pid_t pid;int i, shmid, semid;int*ptr;union semun semopts;/* 创建一块共享内存, 存一个int变量 */if((shmid= shmget(SHM_KEY,sizeof(int), IPC_CREAT|0600))==-1){perror("msgget");}/* 将共享内存映射到进程, fork后子进程可以继承映射 */if((ptr=(int*)shmat(shmid, NULL,0))==(void*)-1){perror("shmat");}*ptr=0;/* 创建一个信号量用来同步共享内存的操作 */if((semid= semget(SEM_KEY,1, IPC_CREAT|0600))==-1){perror("semget");}/* 初始化信号量 */semopts.val=1;if(semctl(semid,0, SETVAL, semopts)