共享內存的實現

共享內存可以說最有用的進程間通信方式，也是最快的IPC形式。兩個不同進程A,B共享內存的意思是，同一塊物理內存被映射到進程A,B各自的進程地址空間。進程A可以及時看到進程B對共享內存中數據的更新，反之亦然 。由于多個進程共享同一塊內存區域，必然需要某種同步機制 ，互斥鎖和信號量都可以。

采用共享內存通信的一個顯而易見的好處是效率高，因為進程可以直接讀寫內存，而不需要任何數據的拷貝，對于管道和消息隊列等通信方式，則需要在內核和用戶空間進行4次的數據拷貝，而共享內存則只拷貝兩次數據，一次從輸入文件到共享內存區，另一次從共享內存區到輸出文件。實際上，進程之間在共享內存時，并不總是讀寫少量數據后就解除映射，有新的通信時，再重新建立共享內存區域。而是保持共享區域，直到通信完畢為止，這樣數據內容一直保存在共享內存中，并沒有寫回文件，共享內存中的內容是在解除映射時才寫回文件的。因此，采用共享內存的效率是非常高的。

下面我們來寫一段程序來看看共享內存的應用：

comm.c文件：

   #include "comm.h"

   int comm_shm_creat(int flag)

   {

       key_t _key=ftok(_PATH_,_PROJ_ID_);

       if(_key<0)

       {

           perror("ftok");

           return -1;

      }

      int shm_id=shmget(_key,_SIZE_,flag);

      if(shm_id<0)

      {

          perror("shmget");

          return -1;

      }

      return shm_id;

  }

  int shm_creat()

  {

      umask(0);

      int flag=IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666;

      return comm_shm_creat(flag);

  }

  int shm_get()

  {

      int flag=IPC_CREAT;

      return comm_shm_creat(flag);

  }

  int shm_destroy(int shm_id)                                                                                                                                         

  {

      if(shmctl(shm_id,IPC_RMID,NULL)<0)

      {

            perror("shmctl");

            return -1;

      }

      return 0;                                                                                                                                                       

  }

  void* at_shm(int shm_id)

  {

      return shmat(shm_id,NULL,0);

  }

  int dt_shm(void *addr)

  {

      return shmdt(addr);

  }

shm_server.c文件：

   #include "comm.h"

   int main()                                                                                                                                               

   {

       int shm_id=shm_creat();

       char *start=at_shm(shm_id);

       int i=0;

       for(;i<_SIZE_;++i)

       {

          printf("%s\n",start);

          sleep(1);

      }

      dt_shm(start);

      shm_destroy(shm_id);

      return 0;

  }

shm_client.c文件：

   #include "comm.h"

   int main()

   {

       int shm_id=shm_get();

       char *start=at_shm(shm_id);

       int i=0;

       for(;i<_SIZE_;++i)

       {

          start[i]='A';

          start[i+1]='\0';

          sleep(1);                                                                                                                                                   

      }

      dt_shm(start);

      return 0;

  }

運行結果如下：

從上圖結果可以看到，他們shmget的ID相同，而且client寫的內容被server接收到了，實現了進程間通信的目的。