Linux 程序間通訊（三） 共享記憶體

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1. 共享記憶體：

共享記憶體方式可以在多個程序直接共享資料，因為其直接使用記憶體，不要多餘的拷貝，是速度最快的ipc方式；

共享記憶體有兩種實現方式，使用mmap和shm方式，如下圖：

(1) mmap方式是將檔案與程序位址空間進行對映，對實際物理記憶體影響小;

(2) shm方式是將每個程序的共享記憶體與實際物理儲存器進行對映，對實際物理記憶體影響大;

由於xsi ipc自身缺點，所以建議使用mmap來實現共享記憶體；

2. mmap相關函式原型：

#include void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flag, int

filedes, off_t off);
ret = 成功返回對映區域開始位址，失敗返回map_failed

filedes-要對映檔案的描述符。在對映檔案到位址空間之前，先要開啟檔案;

len-對映的位元組數;

off-要對映位元組在檔案中的起始偏移量;

prot-對對映儲存區的保護要求，指定為prot_none(不可訪問), prot_read(可讀), prot_write(可寫), prot_exec(可執行)的任意組合或者按位或;

但是對於對映儲存區的保護要求不能超過檔案open的許可權，比如檔案是唯讀開啟的，則不能指定prot_write;

flag-map_fixed 返回值必須等於addr，如果未制定此標誌，addr非0，則作為一種建議，核心不保證會使用該位址。為了獲得最大的可移植性，建議addr指定為0；

map_shared 說明了本程序對對映區域進行儲存操作的配置。此標誌指定儲存操作修改對映檔案，也就是相當於對該檔案執行write；

map_private 本標誌說明對對映區儲存操作會建立該對映的乙個副本。所以後續操作都會引用該副本，而不是原始檔案；

map_sahred 和 map_private 必須指定其一，但是不能同時指定；

修改現有對映區的許可權，與上面mmap中的prot欄位相同；

#include int mprotect(void *addr, size_t len, int

prot);
ret = 成功返回0，失敗返回-1

如果對映是私有的，那麼不修改對映檔案；

#include int msync(void *addr, size_t len, int

flags);
ret = 成功返回0 失敗返回-1

ms_async-非同步sync，無需等待，系統排程；

ms_sync-同步sync，需要等到操作完成；

ms_invalidate-可選標誌，通知作業系統丟棄沒有同步的頁；--一般不使用；

程序終止，或者呼叫munmap，記憶體對映就被自動解除，關閉檔案描述符filedes並不會解除對映；

呼叫munmap不會是對映記憶體內容寫到磁碟檔案，share型別寫磁碟是核心根據演算法自動執行，private則丟棄修改；

#include int

munmap(caddr_t addr, size_t len);
ret-成功返回0 失敗返回-1

檔案對映到程序位址空間中堆和棧直接的一段記憶體。

4. 子程序影響：

fork之後，因為子程序複製父程序的位址空間，而儲存對映是該位址空間的一部分，所以子程序繼承了該儲存對映區域，但是當呼叫了exec函式組之後的新程式則不繼承該對映區；

測試**：--測試兩個程序通過mmap對映資訊，測試共享時，資料情況，和共享後資料情況；

common.h

1 #include 2 #include 3 #include 4 #include 5 #include 67

#define mmap_file "/var/tmp/test_mmap"
8#define name_len 64
910 typedef struct
book book_t;

1 #include "

common.h"2
3int main(int argc, char *argv)413
14if (lseek(fd, sizeof(book_t) * 2 - 1, seek_set) < 0)19
20 write(fd, "", 1
);21
22if ((book = (book_t *)mmap(null, sizeof(book_t) * 4, prot_read|prot_write, map_shared, fd, 0)) ==map_failed)
2627
close(fd);
2829
for (i = 0; i < 4; i++);
31 snprintf (name, 15, "
book-%d
", i);
3233 (*(book + i)).id =i;
34 strncpy((*(book + i)).name, name, name_len - 1
);35}36
37 sleep(10
);38
39 munmap(book, sizeof(book_t) * 4
);40
41return0;
42 }

1 #include "

common.h"2
3int main(int argc, char *argv)413
14if ((book = (book_t *)mmap(null, sizeof(book_t) * 4, prot_read|prot_write, map_shared, fd, 0)) ==map_failed)
1819
close(fd);
2021
for (i = 0; i < 4; i++)
2425 munmap(book, sizeof(book_t) * 4
);26
27return0;
28 }

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