***享內存的創建
***享內存是存在於內核級別的壹種資源，在shell中可以使用ipcs命令來查看當前系統IPC中的狀態，在文件系統/proc目錄下有對其描述的相應文件。函數shmget可以創建或打開壹塊***享內存區。函數原型如下： #include <sys/shm.h> int shmget( key_t key, size_t size, int flag ); 函數中參數key用來變換成壹個標識符，而且每壹個IPC對象與壹個key相對應。當新建壹個***享內存段時，size參數為要請求的內存長度（以字節為單位）。 註意：內核是以頁為單位分配內存，當size參數的值不是系統內存頁長的整數倍時，系統會分配給進程最小的可以滿足size長的頁數，但是最後壹頁的剩余部分內存是不可用的。 當打開壹個內存段時，參數size的值為0。參數flag中的相應權限位初始化ipc_perm結構體中的mode域。同時參數flag是函數行為參數，它指定壹些當函數遇到阻塞或其他情況時應做出的反應。shmid_ds結構初始化如表14-4所示。
編輯本段初始化
shmid_ds結構數據 初 值 shmid_ds結構數據 初 值
shm_lpid 0 shm_dtime 0
shm_nattach 0 shm_ctime 系統當前值
shm_atime 0 shm_segsz 參數 size
下面實例演示了使用shmget函數創建壹塊***享內存。程序中在調用shmget函數時指定key參數值為IPC_PRIVATE，這個參數的意義是創建壹個新的***享內存區，當創建成功後使用shell命令ipcs來顯示目前系統下***享內存的狀態。命令參數-m為只顯示***享內存的狀態。 （1）在vi編輯器中編輯該程序如下： 程序清單14-8 create_shm.c 使用shmget函數創建***享內存 #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #define BUFSZ 4096 int main ( void ) printf ( "successfully created segment : %d \n", shm_id ) ; system( "ipcs -m"); /*調用ipcs命令查看IPC*/ exit( 0 ); } （2）在shell中編譯該程序如下： $gcc create_shm.c–o create_shm （3）在shell中運行該程序如下： $./ create_shm successfully created segment : 2752516 ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 0 上述程序中使用shmget函數來創建壹段***享內存，並在結束前調用了系統shell命令ipcs –m來查看當前系統IPC狀態。
編輯本段***享內存的操作
由於***享內存這壹特殊的資源類型，使它不同於普通的文件，因此，系統需要為其提供專有的操作函數，而這無疑增加了程序員開發的難度（需要記憶額外的專有函數）。使用函數shmctl可以對***享內存段進行多種操作，其函數原型如下： #include <sys/shm.h> int shmctl( int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf ); 函數中參數shm_id為所要操作的***享內存段的標識符，struct shmid_ds型指針參數buf的作用與參數cmd的值相關，參數cmd指明了所要進行的操作，其解釋如表14-5所示。
編輯本段cmd參數詳解
cmd的值 意 義
IPC_STAT 取shm_id所指向內存***享段的shmid_ds結構，對參數buf指向的結構賦值
IPC_SET 使用buf指向的結構對sh_mid段的相關結構賦值，只對以下幾個域有作用，shm_perm. uid shm_perm.gid以及shm_perm.mode 註意此命令只有具備以下條件的進程才可以請求： 1．進程的用戶ID等於shm_perm.cuid或者等於shm_perm.uid 2．超級用戶特權進程
IPC_RMID 刪除shm_id所指向的***享內存段，只有當shmid_ds結構的shm_nattch域為零時，才會真正執行刪除命令，否則不會刪除該段 註意此命令的請求規則與IPC_SET命令相同
SHM_LOCK 鎖定***享內存段在內存，此命令只能由超級用戶請求
SHM_UNLOCK 對***享內存段解鎖，此命令只能由超級用戶請求
使用函數shmat將壹個存在的***享內存段連接到本進程空間，其函數原型如下： #include <sys/shm.h> void *shmat( int shm_id, const void *addr, int flag ); 函數中參數shm_id指定要引入的***享內存，參數addr與flag組合說明要引入的地址值，通常只有2種用法，addr為0，表明讓內核來決定第1個可以引入的位置。addr非零，並且flag中指定SHM_RND，則此段引入到addr所指向的位置（此操作不推薦使用，因為不會只對壹種硬件上運行應用程序，為了程序的通用性推薦使用第1種方法），在flag參數中可以指定要引入的方式（讀寫方式指定）。 %說明：函數成功執行返回值為實際引入的地址，失敗返回–1。shmat函數成功執行會將shm_id段的shmid_ds結構的shm_nattch計數器的值加1。 當對***享內存段操作結束時，應調用shmdt函數，作用是將指定的***享內存段從當前進程空間中脫離出去。函數原型如下： #include <sys/shm.h> int shmdt( void *addr); 參數addr是調用shmat函數的返回值，函數執行成功返回0，並將該***享內存的shmid_ds結構的shm_nattch計數器減1，失敗返回–1。 下面實例演示了操作***享內存段的流程。程序的開始部分先檢測用戶是否有輸入，如出錯則打印該命令的使用幫助。接下來從命令行讀取將要引入的***享內存ID，使用shmat函數引入該***享內存，並在分離該內存之前睡眠3秒以方便查看系統IPC狀態。 （1）在vi編輯器中編輯該程序如下： 程序清單14-9 opr_shm.c 操作***享內存段 #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main ( int argc, char *argv[] ) shm_id = atoi(argv[1]); /*得到要引入的***享內存段*/ /*引入***享內存段，由內核選擇要引入的位置*/ if ( (shm_buf = shmat( shm_id, 0, 0)) < (char *) 0 ) printf ( " segment attached at %p\n", shm_buf ); /*輸出導入的位置*/ system("ipcs -m"); sleep(3); /* 休眠 */ if ( (shmdt(shm_buf)) < 0 ) printf ( "segment detached \n" ); system ( "ipcs -m " ); /*再次查看系統IPC狀態*/ exit ( 0 ); } （2）在shell中編譯該程序如下： $gcc opr_shm.c–o opr_shm （3）在shell中運行該程序如下： $./ opr_shm 2752516 segment attached at 0xb7f29000 ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 1 segment detached ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 0 上述程序中從命令行中讀取所要引入的***享內存ID，並使用shmat函數引入該內存到當前的進程空間中。註意在使用shmat函數時，將參數addr的值設為0，所表達的意義是由內核來決定該***享內存在當前進程中的位置。由於在編程的過程中，很少會針對某壹個特定的硬件或系統編程，所以由內核決定引入位置也就是shmat推薦的使用方式。在導入後使用shell命令ipcs –m來顯示當前的系統IPC的狀態，可以看出輸出信息中nattch字段為該***享內存時的引用值，最後使用shmdt函數分離該***享內存並打印系統IPC的狀態。
編輯本段***享內存使用註意事項
***享內存相比其他幾種方式有著更方便的數據控制能力，數據在讀寫過程中會更透明。當成功導入壹塊***享內存後，它只是相當於壹個字符串指針來指向壹塊內存，在當前進程下用戶可以隨意的訪問。缺點是，數據寫入進程或數據讀出進程中，需要附加的數據結構控制，***享內存通信數據結構示意如圖14-9所示。
編輯本段結構示意
%說明：圖中兩個進程同時遵循壹定的規則來讀寫該內存。同時，在多進程同步或互斥上也需要附加的代碼來輔助***享內存機制。 在***享內存段中都是以字符串的默認結束符為壹條信息的結尾。每個進程在讀寫時都遵守這個規則，就不會破壞數據的完整性。
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