共享内存简介和mmap 函数

共享内存简介和mmap 函数的完整攻略

共享内存简介

共享内存是一种进程间通信的方式，它允许多个进程访问同一块物理内存，从而实现数据共享。与其他进程间通信方式相比，共享内存具有高效、灵活、易用等优点。

在Linux系统中，共享内存是通过shmget、shmat、shmdt、shmctl等系统调用来实现的。其中，shmget用于创建或获取共享内存标识符，shmat用于将共享内存映射到进程的地址空间中，shmdt用于解除共享内存的映射，shmctl用于控制共享内存的状态。

mmap 函数的完整攻略

mmap函数是一种将文件映射到内存的方式，它可以将文件的内容映射到进程的地址空间中，从而实现文件的读写操作。与传统的文件读写方式相比，mmap函数具有高效、灵活、易用等优点。

在Linux系统中，mmap函数是通过mmap系统调用来实现的。mmap函数的原型如下：

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

其中，addr参数指定映射的起始地址，如果为NULL，则由系统自动分配；length参数指定映射的长度；prot参数指定映射区域的保护方式，包括PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_EXEC等；flags参数指定映射区域的标志，包括MAP_SHARED、MAP_PRIVATE等；fd参数指定要映射的文件描述符；offset参数指定映射的偏移量。

下面是一个使用mmap函数实现文件读写的示例：

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

int main()
{
    int fd = open("test.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    struct stat sb;
    if (fstat(fd, &sb) == -1) {
        perror("fstat");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    char *addr = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    close(fd);

    printf("Content of file: %s\n", addr);

    addr[0] = 'H';
    addr[1] = 'e';
    addr[2] = 'l';
    addr[3] = 'l';
    addr[4] = 'o';
    addr[5] = ',';
    addr[6] = ' ';
    addr[7] = 'm';
    addr[8] = 'm';
    addr[9] = 'a';
    addr[10] = 'p';
    addr[11] = '!';

    if (munmap(addr, sb.st_size) == -1) {
        perror("munmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

在上述示例中，首先打开了一个文件，并获取了文件的大小。然后，使用mmap函数将文件映射到进程的地址空间中，并将映射后的地址赋值给addr变量。接着，关闭了文件描述符，并输出了文件的内容。最后，修改了文件的内容，并使用munmap函数解除了映射。

下面是一个使用mmap函数实现共享内存的示例：

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

int main()
{
    int fd = shm_open("/myshm", O_CREAT | O_RDWR, 0666);
    if (fd == -1) {
        perror("shm_open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (ftruncate(fd, sizeof(int)) == -1) {
        perror("ftruncate");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    int *addr = mmap(NULL, sizeof(int), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    close(fd);

    *addr = 123;

    printf("Value of shared memory: %d\n", *addr);

    if (munmap(addr, sizeof(int)) == -1) {
        perror("munmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (shm_unlink("/myshm") == -1) {
        perror("shm_unlink");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return 0;
}

在上述示例中，首先创建了一个共享内存对象，并设置了其大小为一个整数。然后，使用mmap函数将共享内存映射到进程的地址空间中，并将映射后的地址赋值给addr变量。接着，关闭了共享内存对象，并将共享内存中的值设置为123，并输出了共享内存中的值。最后，使用munmap函数解除了映射，并使用shm_unlink函数删除了共享内存对象。