【linux草鞋应用编程系列】_3_ 进程间通信

一、进程间通信

linux下面提供了多种进程间通信的方法， 管道、信号、信号量、消息队列、共享内存、套接字等。下面我们分别
介绍管道、信号量、消息队列、共享内存。
信号和套接字在后续介绍。

1、管道
管道又分为无名管道、命名管道。 无名管道用于父子进程间通信， 而命名管道则可以用于同一计算机上运行的
两个进程间的通信。管道可以用类似“水管”的原理来理解。

1）无名管道
要在父子进程进程间使用管道进行通信，那么先需要创建管道， 在linux中使用 pipe（）创建管道。其原型如下：

PIPE(2)                    Linux Programmer’s Manual                   PIPE(2)
NAME
pipe - create pipe
SYNOPSIS
#include <unistd.h>

int pipe(int filedes[2]);  //参数为一个长度为2 的整型数组的数组首地址， 为输出参数，

返回值：
成功创建管道返回0； 失败则返回-1；

管道分为两端，一端用来写，另一端则用来读（可以想象为水管，位置高的一端进水，位置低的一端将水流出去） 。
pipe（）函数的输出参数 filedes[0] 用于读取数据， filedes[1] 用于写入数据。
管道的操作和普通文件的操作一样， 但是要注意，读的时候要将写端关闭，写的时候要将读端关闭。

Exp： pipe.c 首先测试从父进程给子进程写数据。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc,char* argv[])
{
int fd_pipe[2];
pid_t pid;
char buf[32];

//创建管道
if( pipe(fd_pipe) )
{
perror("create pipe");
exit(1);
}

pid=fork();
if( 0==pid )
{
/*close(fd_pipe[1]); //关闭写端*/
read(fd_pipe[0], buf,sizeof(buf));
printf("in child process read data from pipe.\n");
printf("the data read from pipe is:%s\n",buf);
exit(0);
}
/*close(fd_pipe[0]); //关闭读端*/
write(fd_pipe[1], "pipe test",sizeof("pipe test"));
sleep(1);
return 0;
}

程序执行情况如下：

[root@localhost ipc]# gcc main.c
[root@localhost ipc]# ./a.out
in child process read data from pipe.
the data read from pipe is:pipe test

利用系统调用 read（）、write（）进行操作的时候管道默认是阻塞的，如果管道没有数据可读，那么read( )函数就
阻塞，直到有数据读才返回。
Exp： pipe.c 子进程写入数据到管道，父进程从管道读取数据

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

#define CHAR  "pipe test from child to parent\n"

int main(int argc,char* argv[])
{
int fd_pipe[2];
pid_t pid;
char buf[32];

//创建管道
if( pipe(fd_pipe) )
{
perror("create pipe");
exit(1);
}

pid=fork();
if( 0==pid )
{
close(fd_pipe[0]);
write(fd_pipe[1],CHAR,sizeof(CHAR));
exit(0);
}

close(fd_pipe[1]);
read(fd_pipe[0],buf,sizeof(buf));
printf("data from child is: %s",buf);

return 0;
}

执行结果如下：

[root@localhost ipc]# gcc main.c
[root@localhost ipc]# ./a.out
data from child is: pipe test from child to parent

2）命名管道
命名管道用于系统中两个进程之间通信；命名管道可用于系统中两个没有亲缘关系的进程进行通信（也可以用于父
子进程间的通信） 。
要使用命名管道，则需要创建命名管道，用函数 mkfifo （） 创建命名管道。其原型如下：

MKFIFO(3)                  Linux Programmer’s Manual                 MKFIFO(3)
NAME
mkfifo - make a FIFO special file (a named pipe)
SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int mkfifo( const char *pathname,   //生成的管道特殊文件的位置和文件名
mode_t mode);   //管道特殊文件的访问权限

返回值：
成功创建管道文件返回0， 失败返回 -1.

创建号管道特殊文件后，就可以和访问普通文件一样访问管道特殊文件。

Exp： 测试命名管道 pipe-w.c 创建命令管道并向管道写入数据

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include  <sys/stat.h>

#define CHAR  "pipe named\n"

int main(int argc,char* argv[])
{
int fd;
int ret;

//创建管道
ret=mkfifo("./fifo-pipe",0666);
if(ret)
{
perror("mkfifo: fifo-pipe");
exit(0);
}

fd=open("./fifo-pipe",O_WRONLY);
write(fd,CHAR,sizeof(CHAR));

close(fd);
return 0;
}

pipe-r.c 打开pipe-w.c 文件，并且从命名管道读取数据：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc,char* argv[])
{
int fd;
int ret;
char buf[32];

//打开命名管道文件
fd=open("./fifo-pipe",O_RDONLY);
if(-1 == fd)
{
perror("open fifo-pipe");
exit(1);
}

ret=read(fd,buf,sizeof(buf));
if(ret<0)
{
perror("read fifo-pipe");
exit(1);
}
printf("the data read from fifo pipe:%s\n",buf);

close(fd);
return 0;
}

程序的执行结果如下：
pipe-w.c 生成wp ， pipe-r.c 生成rp

[root@localhost pipe]# ll                           //查看没有 fifo-pipe 的命名管道文件
总计 28
-rw-r--r-- 1 root root  560 12-11 16:57 pipe_fork.c
-rw-r--r-- 1 root root  500 12-11 17:15 pipe-r.c
-rw-r--r-- 1 root root  405 12-11 17:17 pipe-w.c
-rwxr-xr-x 1 root root 5359 12-11 17:15 rp
-rwxr-xr-x 1 root root 5296 12-11 17:17 wp
[root@localhost pipe]# ./wp &      //wp运行，并且进入后台
[1] 29409
[root@localhost pipe]# jobs
[1]+  Running                 ./wp &      //wp在后台运行， 等待命名管道的数据被读取， 即wp  阻塞
[root@localhost pipe]# ./rp            //rp 读取管道数据，
the data read from fifo pipe:pipe named     //数据读取成功

[1]+  Done                    ./wp                //管道中的数据被读取完后，wp不再阻塞，返回
[root@localhost pipe]# jobs
[root@localhost pipe]# ll
总计 28
prw-r--r-- 1 root root    0 12-11 17:23 fifo-pipe           //生成一个命名管道文件
-rw-r--r-- 1 root root  560 12-11 16:57 pipe_fork.c
-rw-r--r-- 1 root root  500 12-11 17:15 pipe-r.c
-rw-r--r-- 1 root root  405 12-11 17:17 pipe-w.c
-rwxr-xr-x 1 root root 5359 12-11 17:15 rp
-rwxr-xr-x 1 root root 5296 12-11 17:17 wp
[root@localhost pipe]#

要点：
在进程操作管道的时候， write 和 read 都是阻塞的； 如果写的数据没有被读取走，那么就会写的进程就会
在 write 函数阻塞； 如果读数据的时候，管道没有数据，那么就会等待管道里面别写入数据，进程在read 函数阻塞。

2、消息队列
消息队列也是linux下进程间通信的一种方式， 如果要使用消息队列在进程间进行通信，必须创建一个消息队列
或者打开一个已经存在的消息队列。
要打开一个已经存在的消息队列，或者创建一个新的消息队列，则必须先获取一个关于消息队列的IPC键值；通过函
数 ftok( )获取消息队列的IPC键值。
ftok 的原型如下：

FTOK(3)                    Linux Programmer’s Manual                   FTOK(3)
NAME
ftok - convert a pathname and a project identifier to a System V IPC key
//由一个特定的工程号和文件生成一个特定的IPC键值，
SYNOPSIS
# include <sys/types.h>
# include <sys/ipc.h>

key_t ftok(const char *pathname,    //文件名
int proj_id);   //工程号

返回值：
成功返回 IPC键值， 失败返回-1.
要点：
如果文件名和工程号一致，内核保证在任何进程中都将得到同样的 IPC 键值。

有了消息队列的IPC键值后，就是创建或者打开消息队列， 通过 msgget( ) 创建或打开一个消息队列， 其原型如下：

MSGGET(2)                  Linux Programmer’s Manual                 MSGGET(2)
NAME
msgget - get a message queue identifier

SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

int msgget( key_t key,      //IPC 键值
int msgflg);   //打开或者创建标志， 可以取值 IPC_CREAT

返回值：
如果成功，返回消息队列的ID号， 失败返回 -1。

创建了消息队列或者打开已经消息队列后，就需要完消息队列中添加消息，即发送消息； 发送消息通过函数 msgsnd( )
实现。
当发送完消息后，就可以从消息队列中获取消息，从消息队列中读取消息用函数 msgrcv( )实现。
原型如下：

MSGOP(2)                   Linux Programmer’s Manual                  MSGOP(2)
NAME
msgop - message operations
SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

int msgsnd(int msqid,     //消息队列ID
const void *msgp,    //要发送的消息的消息结构体
size_t msgsz,    //消息字符串的大小，或者消息结构的大小
int msgflg);      // 消息标志

ssize_t msgrcv(int msqid,   //消息队列ID
void *msgp,     //接受消息的消息结构体指针
size_t msgsz,   //消息结构体的大小
long msgtyp,  //指定要接收到消息的类型
int msgflg);   //消息标志
要发送或接收消息，还需要定义一个如下格式的结构体：
struct msgbuf {
long mtype;     /* message type, must be > 0 */     //消息类型， 这个值必须大于 0
char mtext[1];  /* message data */    //要发送的消息数据， 字符数组长度可以根据实际需要定义
};

消息队列使用完后，需要删除消息队列，通过 msgctl 函数实现，这是一个与ioctl 函数类似的函数，其原型如下：

MSGCTL(2)                  Linux Programmer’s Manual                 MSGCTL(2)
NAME
msgctl - message control operations
SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

int msgctl(int msqid,     //消息队列ID
int cmd,        //操作命令， 操作命令有很多，删除消息队列用 IPC_RMID 命令
struct msqid_ds *buf);   //输出参数，通过这个结构体可获取消息队列的状态信息，如果不需要获取
//消息队列的信息，那么就设置为NULL

返回值：
成功删除（cmd=IPC_RMID）返回0 ，失败返回-1.

Exp： 发送消息的源文件： msgsnd.c

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct
{
long type;
char data[128];
}msgbuf;

int main(void)
{
int ret;
key_t key;
int msgid;
msgbuf msg={
type: 1,
data: "this is a message queue test.\n",
};

//获取键值
key=ftok("./msgsnd.c",1);
if(-1 == key)
{
perror("ftok");
exit(1);
}

//打开或创建一个消息队列
msgid=msgget(key,IPC_CREAT);
if(-1 == msgid )
{
perror("msgget");
exit(2);
}

//发送消息
ret=msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msgbuf),0);
if(-1 == ret)
{
perror("msgsnd");
}

return 0;
}

接收消息的源代码文件： msgrcv.c

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct
{
long type;
char data[128];
}msgbuf;

int main(int argc,char* argv[])
{
int ret;
key_t key;
int msgid;
msgbuf msg;

//获取键值
key=ftok("./msgsnd.c",1);
if(-1 == key )
{
perror("ftok");
exit(1);
}

//打开消息队列
msgid=msgget(key,0);
if(-1 == msgid )
{
perror("msgget");
exit(2);
}

//接收消息
ret=msgrcv(msgid, &msg, sizeof(msgbuf),1,0);
if(-1 == ret)
{
perror("msgrcv");
exit(3);
}
printf("the recive message is: %s",msg.data);

//删除消息队列
msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);

return 0;
}

测试结果如下：

[root@localhost msg]# gcc msgsnd.c  -o snd
[root@localhost msg]# gcc msgrcv.c -o rcv
[root@localhost msg]# ./snd
[root@localhost msg]# ./rcv
the recive message is: this is a message queue test.
[root@localhost msg]#

3、信号量
信号量主要用于两个进程间同步的，一般用于多进程间的同步操作。
例如当两个进程同时要访问声卡的时候，那么就需要控制声卡先由那个进程操作，等第一个进程操作完后，其他进程
才能进行操作； 但是为什么我们可以同时用mplayer 还能同时使用kmplyer播放音乐呢？ 从用户的角度来看，确实是这
样的，但是从硬件的角度来看，在某一时刻声卡就只能为一个应用层程序服务，当两个应用程序同时对声卡进行操作时就
会出现异常，为了防止这种异常，需要进行对两个进程进行控制，当有一个进程获取声卡的控制权后，另外的一个进程就
不能在同一时刻访问声卡，这就是互斥操作。（可以这样测试， 在windows的操作系统上安装VM虚拟机，打开windows
media player， 然后启动虚拟机（设置虚拟机在启动的时候自动挂载声卡设备），这时候声卡就会工作不正常，会出现
一小段时间的异常， 声音不正常，这就是出现两个应用程序同时使用声卡出现的异常）。
信号量就是为解决类似的问题而设计的，信号量用来控制应用程序在同一时刻对某一系统资源的访问（这个系统资源
也称作临界资源，访问临界资源的代码，也称作临界区代码）。
信号量用结构体 struct sembuf 描述，其定义如下：

/* semop system calls takes an array of these. */
struct sembuf {
unsigned short  sem_num;    /* semaphore index in array */  //信号量集合中的信号量索引值，即表示信号量集合中第几个信号量
short       sem_op;    /* semaphore operation */ //要对信号量进行的操作，=-1 表示信号量不可获取， =1 表示可以获取信号量
short       sem_flg;   /* operation flags */      //信号量标志
};

这里有一点需要说明： 通常对信号量进行操作分为 P操作、V操作，当设置 sem_op = -1 时表示进行P操作，
sem_op = 1 时表示要进行V操作。

和消息队列一样，要使用信号量，首先需要获取一个用于信号量到IPC键值， 用 ftok( ) 函数获取。 获取到用于
信号量到IPC键值后，还需要创建或者打开一个已经存在的信号量，通过打开或创建信号量获取一个关于信号量的
信号量ID；然后通过对信号量ID进行操作，就可以使用信号量。
通过semget（）函数创建或打开一个信号量，并获取关于信号量的ID； 原型如下：

SEMGET(2)                  Linux Programmer’s Manual                 SEMGET(2)
NAME
semget - get a semaphore set identifier   //获取一个信号集合的ID

SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semget( key_t key,      //IPC键值
int nsems,    //信号量集合中信号量的个数， 要创建的信号量到个数
int semflg);   //信号量的标志， 同OPEN的打开标志类似

在获取信号量集合ID后，需要对信号量进行一些设定（或者说信号量初始化），然后才能操作，通过函数 semctl( )对
信号量进行初始化操作； setctl( )的原型如下：

SEMCTL(2)                  Linux Programmer’s Manual                 SEMCTL(2)
NAME
semctl - semaphore control operations

SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semctl(int semid,    //信号量集合ID
int semnum,   //信号量集合中的信号量索引值
int cmd,    //要对信号量进行的操作，可以使用的命名： IPC_SET、IPC_STAT、IPC_INFO、GETVAL、SETVAL......
...);  //最后一个参数根据 操作的不同，可以传递，也可以不传递

返回值：

如果成功返回0 ，失败返回-1.（操作为 IPC_GETVAL， 成功返回信号量到值 ）。
SETVAL: 对信号量进行设置。 这时候，要传递4个参数， 最后一个可变参数，要定义一个类型如下：

union semun {
int              val;    /* Value for SETVAL */
struct semid_ds *buf;    /* Buffer for IPC_STAT, IPC_SET */
unsigned short  *array;  /* Array for GETALL, SETALL */
struct seminfo  *__buf;  /* Buffer for IPC_INFO
(Linux specific) */
};

这是一个联合体类型，根据不同的操作命令，传递的值表示不同的意义。

可以通过 semop( )函数来操作信号量，其原型如下：

SEMOP(2)                   Linux Programmer’s Manual                  SEMOP(2)

NAME
semop, semtimedop - semaphore operations

SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

int semop(int semid,    //信号量集合ID
struct sembuf *sops,    //信号量结构体指针
unsigned nsops);   //表示要操作的信号量个数

int  semtimedop(int  semid,   //信号量集合ID
struct  sembuf *sops,   //信号量结构体指针
unsigned nsops,  //表示要操作的信号量个数
struct timespec  *timeout);  //表示超时等待时间，如果在超时时间内没有获取到可操作的信号量，就返回

Exp： 测试 信号量到代码，

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
int i;
int j;
int ret;
int fd;
pid_t pid;
key_t key;
int semid;
char buf[64];
int size;
struct sembuf sembuf;

/*sembuf=(struct sembuf*)malloc(sizeof (struct sembuf));*/
//打开文件，用来进行操作
fd=open("./test",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,0666);
if(-1 == fd)
{
perror("open");
exit(1);
}

//IPC键值
key=ftok("./main.c",1);
if(-1 == key)
{
perror("ftok");
exit(2);
}

//获取信号量集合的ID
semid=semget(key,1,IPC_CREAT);
if(-1 == semid )
{
perror("semget");
exit(3);
}

//初始化信号量集合中的第一个信号量，设定信号量的值为0 ， sem.sem_op = 0;
ret=semctl(semid, 0, SETVAL, 1);

pid=fork();
if( pid==0 )
//----------------子进程------------
{
//信号量的P 操作， 即加锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=-1;
sembuf.sem_flg=0;
semop(semid,&sembuf,1);

size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d\n",getpid(),getppid());
for(i=0;i<5;i++)
{
j=0;
while(j<size)
{
ret=write(fd,&buf[j++], 1);
if(-1 == ret)
{
perror("write");
exit(4);
}
usleep(1);
}
}
//信号量的V操作，即解锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=1;
sembuf.sem_flg=0;
semop(semid,&sembuf,1);

exit(0);
}//---------------子进程结束---------------------

//-----------------------父进程---------------
//信号量的P 操作， 即加锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=-1;
sembuf.sem_flg=0;
semop(semid,&sembuf,1);

size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d\n",getpid(),getppid());
for(i=0;i<5;i++)
{
j=0;
while(j<size)
{
ret=write(fd,&buf[j++], 1);
if(-1 == ret)
{
perror("write");
exit(4);
}
usleep(1);
}
}

//信号量的V操作，即解锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=1;
sembuf.sem_flg=0;
semop(semid,&sembuf,1);

semctl(semid,0,IPC_RMID);
close(fd);

return 0;
}

代码执行后生成的test文件内容如下：

pid=1114, ppid=714
pid=1114, ppid=714
pid=1114, ppid=714
pid=1114, ppid=714
pid=1114, ppid=714
pid=1115, ppid=1
pid=1115, ppid=1
pid=1115, ppid=1
pid=1115, ppid=1
pid=1115, ppid=1

如果将信号量的加锁和解锁取消， 代码如下：

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
int i;
int j;
int ret;
int fd;
pid_t pid;
key_t key;
int semid;
char buf[64];
int size;
struct sembuf sembuf;

/*sembuf=(struct sembuf*)malloc(sizeof (struct sembuf));*/
//打开文件，用来进行操作
fd=open("./test",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,0666);
if(-1 == fd)
{
perror("open");
exit(1);
}

//IPC键值
key=ftok("./main.c",1);
if(-1 == key)
{
perror("ftok");
exit(2);
}

//获取信号量集合的ID
semid=semget(key,1,IPC_CREAT);
if(-1 == semid )
{
perror("semget");
exit(3);
}

//初始化信号量集合中的第一个信号量，设定信号量的值为0
ret=semctl(semid, 0, SETVAL, 1);

pid=fork();
if( pid==0 )
//----------------子进程------------
{
//信号量的P 操作， 即加锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=-1;
sembuf.sem_flg=0;
/*semop(semid,&sembuf,1);*/   //取消信号量到作用

size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d\n",getpid(),getppid());
for(i=0;i<5;i++)
{
j=0;
while(j<size)
{
ret=write(fd,&buf[j++], 1);
if(-1 == ret)
{
perror("write");
exit(4);
}
usleep(1);
}
}
//信号量的V操作，即解锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=1;
sembuf.sem_flg=0;
/*semop(semid,&sembuf,1);*/    //取消信号量到作用

exit(0);
}//---------------子进程结束---------------------

//-----------------------父进程---------------
//信号量的P 操作， 即加锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=-1;
sembuf.sem_flg=0;
/*semop(semid,&sembuf,1);*/   //取消信号量到作用

size=sprintf(buf,"pid=%d, ppid=%d\n",getpid(),getppid());
for(i=0;i<5;i++)
{
j=0;
while(j<size)
{
ret=write(fd,&buf[j++], 1);
if(-1 == ret)
{
perror("write");
exit(4);
}
usleep(1);
}
}

//信号量的V操作，即解锁信号量
sembuf.sem_num=0;
sembuf.sem_op=1;
sembuf.sem_flg=0;
/*semop(semid,&sembuf,1);*/  //取消信号量到作用

semctl(semid,0,IPC_RMID);
close(fd);

return 0;
}

生成的test文件内容如下：

ppiidd==22333387,,  ppppiidd==2731347

ppiidd==22333378,,  ppppiidd==721343
7p
ipdi=d2=323373,8 ,p ppipdi=d7=1243
3p7i
dp=i2d3=3273,3 8p,p ipdp=i7d1=42
3p3i7d
=p2i3d3=72,3 3p8p,i dp=p7i1d4=
2337

可以发现两个进程同时访问一个文件，而没有互斥机制的话，就会出现乱码。因此在访问临界资源的时候，就需要
采用互斥机制。

4、共享内存
进程都具有自己的虚拟地址空间（即进程空间），进程A不能随意的访问进程B的进程空间； 内核提供了一种机制，
可以在物理内存中开辟一块存储空间，这块存储空间可供进程A或者进程B访问， 这样一块存储空间就是共享内存。
要使用共享内存也需要获取一个IPC键值，通过 ftok（）获取IPC键值。
获取到IPC键值后，就需要向系统申请共享的存储空间，通过函数 shmget( ) 申请共享空间，并获取关于共享内存的
ID标识符。 shmget（）的原型如下所示：

SHMGET(2)                  Linux Programmer’s Manual                 SHMGET(2)
NAME
shmget - allocates a shared memory segment
SYNOPSIS
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int shmget(key_t key,    //IPC 键值
size_t size,   //要申请的内存空间的大小
int shmflg);  //共享内存的空间打开标志  ，与 open 的打开标志类似，
返回值：
申请成功返回共享内存标识ID， 失败返回-1。

申请成功后，还不能访问共享内存，因为访问内存需要知道内存的地址或者指针，所以就需要向系统申请返回
共享内存的地址或者指针。通过 shmmat( )向系统申请返回共享内存的首地址或者指针。其原型如下：

SHMOP(2)                   Linux Programmer’s Manual                  SHMOP(2)
NAME
shmop - shared memory operations
SYNOPSIS
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>

void *shmat(int shmid,    //共享内存标志ID
const void *shmaddr,  //传递NULL，表示要系统分配存储缓冲区，传递地址表示指定地址
int shmflg);   //打开标志，

int shmdt(const void *shmaddr);   //删除共享内存

返回值：
成功返回共享内存的首地址（虚拟地址），失败返回NULL。

在成功返回共享内存首地址后，就可以向访问用malloc 分配的内存一样进行操作。

Exp： 申请共享内存，并往共享内存写的文件 shm-w.c

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SHM_SIZE 128

int main(int argc,char* argv[])
{
key_t key;
int shm_id;
char* shm_p;

//获取IPC 键值
key=ftok("./shm-w.c",1);
if(-1 == key)
{
perror("ftok");
exit(1);
}

//申请共享内存空间,大小为 SHM_SIZE
shm_id=shmget(key,SHM_SIZE,IPC_CREAT);
if(-1 == shm_id )
{
perror("shmget");
exit(2);
}

//将申请的共享内存映射到用户空间
shm_p=shmat(shm_id,NULL,0); //
if(NULL == shm_p )
{
perror("shmat");
exit(3);
}

//将数据写入到共享内存   写入到数据可以在其他进程中读取
memset(shm_p,0,SHM_SIZE);
strcpy(shm_p, "this is a sheard memmory.\n"); //这个函数不安全，需要注意

return 0;
}

从共享内存中读取数据的文件  shm-r.c
#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SHM_SIZE 128

int main(int argc,char* argv[])
{
key_t key;
int shm_id;
char* shm_p;
char  buf[SHM_SIZE];

//获取IPC 键值
key=ftok("./shm-w.c",1);
if(-1 == key)
{
perror("ftok");
exit(1);
}

//申请共享内存空间,大小为 SHM_SIZE
shm_id=shmget(key,SHM_SIZE,IPC_CREAT);
if(-1 == shm_id )
{
perror("shmget");
exit(2);
}

//将申请的共享内存映射到用户空间
shm_p=shmat(shm_id,NULL,0); //
if(NULL == shm_p )
{
perror("shmat");
exit(3);
}

//从共享内存读取数据
memset(buf,0,SHM_SIZE);
strcpy(buf, shm_p); //这个函数不安全，需要注意
printf("the data read from sheard memory is: %s",buf);

shmdt(shm_p); //申请撤销共享内存
return 0;
}

程序执行的效果如下：

[root@localhost shm]# gcc shm-w.c -o shmw
[root@localhost shm]# gcc shm-r.c -o shmr
[root@localhost shm]# ./shmw
[root@localhost shm]# ./shmr
the data read from sheard memory is: this is a sheard memmory.
[root@localhost shm]#

　　【Linux草鞋应用编程系列】_3_进程间通信

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