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linux共享内存

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Linux 共享内存（Shared Memory）

概述

共享内存是 Linux 中进程间通信（IPC）的一种高效机制。它允许多个进程直接访问同一块物理内存区域，避免了数据拷贝的开销，是速度最快的 IPC 方式。

核心特点

高效性：进程直接读写内存，无需系统调用或数据复制。
无结构化：共享内存本身不提供同步机制，需结合其他方式（如信号量）保证数据一致性。
内核持久性：共享内存区域在内核中维护，直到显式删除或系统重启。

实现方式

Linux 支持两种共享内存实现：

类型	特点
System V	传统实现方式，通过 `shmget`/`shmat` 等函数操作。
POSIX	现代实现方式，基于内存映射文件（`mmap`），更符合 POSIX 标准。

System V 共享内存操作步骤

1. 创建/获取共享内存

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

参数：
- key：唯一标识符（通常用 ftok() 生成）
- size：共享内存大小（字节）
- shmflg：权限标志（如 IPC_CREAT | 0666）
返回值：共享内存标识符（shmid）

附加到进程地址空间

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

参数：
- shmid：共享内存标识符
- shmaddr：指定附加地址（通常设为 NULL，由系统选择）
- shmflg：附加标志（如 SHM_RDONLY 只读访问）
返回值：指向共享内存的指针

使用共享内存

// 写入数据
sprintf((char*)shared_memory, "Hello from PID %d", getpid());

// 读取数据
printf("Received: %s\n", (char*)shared_memory);

分离共享内存

int shmdt(const void *shmaddr);

参数：shmaddr 为 shmat() 返回的指针

删除共享内存

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

用法：设置 cmd 为 IPC_RMID

shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);

POSIX 共享内存示例

#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>

// 创建共享内存对象
int fd = shm_open("/my_shm", O_CREAT | O_RDWR, 0666);
ftruncate(fd, SIZE);

// 映射到进程地址空间
void *ptr = mmap(NULL, SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

// 使用后清理
munmap(ptr, SIZE);
shm_unlink("/my_shm");

常用命令

# 查看所有共享内存段
ipcs -m

# 删除共享内存段（System V）
ipcrm -m <shmid>

# 查看 POSIX 共享内存对象
ls /dev/shm

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