请问请问linux共享内存的键（IPC的对象名）与共享内存标示符有什么区别？

共享内存指在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器（CPU）访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器，这样就要对存储器进行缓存（Cache）。任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存 (shared memory)是 Unix下的多进程之间的通信方法 ,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。

共享内存的创建

共享内存是存在于内核级别的一种资源，在shell中可以使用ipcs命令来查看当前系统IPC中的状态，在文件系统/proc目录下有对其描述的相应文件。函数shmget可以创建或打开一块共享内存区。函数原型如下： #include <sys/shm.h> int shmget( key_t key, size_t size, int flag ) 函数中参数key用来变换成一个标识符，而且每一个IPC对象与一个key相对应。当新建一个共享内存段时，size参数为要请求的内存长度（以字节为单位）。 注意：内核是以页为单位分配内存，当size参数的值不是系统内存页长的整数倍时，系统会分配给进程最小的可以满足size长的页数，但是最后一页的剩余部分内存是不可用的。 当打开一个内存段时，参数size的值为0。参数flag中的相应权限位初始化ipc_perm结构体中的mode域。同时参数flag是函数行为参数，它指定一些当函数遇到阻塞或其他情况时应做出的反应。shmid_ds结构初始化如表14-4所示。

编辑本段初始化

shmid_ds结构数据 初 值 shmid_ds结构数据 初 值

shm_lpid 0 shm_dtime 0

shm_nattach 0 shm_ctime 系统当前值

shm_atime 0 shm_segsz 参数 size

下面实例演示了使用shmget函数创建一块共享内存。程序中在调用shmget函数时指定key参数值为IPC_PRIVATE，这个参数的意义是创建一个新的共享内存区，当创建成功后使用shell命令ipcs来显示目前系统下共享内存的状态。命令参数-m为只显示共享内存的状态。 （1）在vi编辑器中编辑该程序如下： 程序清单14-8 create_shm.c 使用shmget函数创建共享内存 #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")/*调用ipcs命令查看IPC*/ exit( 0 ) } （2）在shell中编译该程序如下： $gcc create_shm.c–o create_shm （3）在shell中运行该程序如下： $./ 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函数来创建一段共享内存，并在结束前调用了系统shell命令ipcs –m来查看当前系统IPC状态。

编辑本段共享内存的 *** 作

由于共享内存这一特殊的资源类型，使它不同于普通的文件，因此，系统需要为其提供专有的 *** 作函数，而这无疑增加了程序员开发的难度（需要记忆额外的专有函数）。使用函数shmctl可以对共享内存段进行多种 *** 作，其函数原型如下： #include <sys/shm.h> int shmctl( int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf ) 函数中参数shm_id为所要 *** 作的共享内存段的标识符，struct shmid_ds型指针参数buf的作用与参数cmd的值相关，参数cmd指明了所要进行的 *** 作，其解释如表14-5所示。

编辑本段cmd参数详解

cmd的值 意 义

IPC_STAT 取shm_id所指向内存共享段的shmid_ds结构，对参数buf指向的结构赋值

IPC_SET 使用buf指向的结构对sh_mid段的相关结构赋值，只对以下几个域有作用，shm_perm. uid shm_perm.gid以及shm_perm.mode 注意此命令只有具备以下条件的进程才可以请求： 1．进程的用户ID等于shm_perm.cuid或者等于shm_perm.uid 2．超级用户特权进程

IPC_RMID 删除shm_id所指向的共享内存段，只有当shmid_ds结构的shm_nattch域为零时，才会真正执行删除命令，否则不会删除该段 注意此命令的请求规则与IPC_SET命令相同

SHM_LOCK 锁定共享内存段在内存，此命令只能由超级用户请求

SHM_UNLOCK 对共享内存段解锁，此命令只能由超级用户请求

使用函数shmat将一个存在的共享内存段连接到本进程空间，其函数原型如下： #include <sys/shm.h> void *shmat( int shm_id, const void *addr, int flag ) 函数中参数shm_id指定要引入的共享内存，参数addr与flag组合说明要引入的地址值，通常只有2种用法，addr为0，表明让内核来决定第1个可以引入的位置。addr非零，并且flag中指定SHM_RND，则此段引入到addr所指向的位置（此 *** 作不推荐使用，因为不会只对一种硬件上运行应用程序，为了程序的通用性推荐使用第1种方法），在flag参数中可以指定要引入的方式（读写方式指定）。 %说明：函数成功执行返回值为实际引入的地址，失败返回–1。shmat函数成功执行会将shm_id段的shmid_ds结构的shm_nattch计数器的值加1。 当对共享内存段 *** 作结束时，应调用shmdt函数，作用是将指定的共享内存段从当前进程空间中脱离出去。函数原型如下： #include <sys/shm.h> int shmdt( void *addr) 参数addr是调用shmat函数的返回值，函数执行成功返回0，并将该共享内存的shmid_ds结构的shm_nattch计数器减1，失败返回–1。 下面实例演示了 *** 作共享内存段的流程。程序的开始部分先检测用户是否有输入，如出错则打印该命令的使用帮助。接下来从命令行读取将要引入的共享内存ID，使用shmat函数引入该共享内存，并在分离该内存之前睡眠3秒以方便查看系统IPC状态。 （1）在vi编辑器中编辑该程序如下： 程序清单14-9 opr_shm.c *** 作共享内存段 #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])/*得到要引入的共享内存段*/ /*引入共享内存段，由内核选择要引入的位置*/ if ( (shm_buf = shmat( shm_id, 0, 0)) <(char *) 0 ) printf ( " segment attached at %p\n", shm_buf )/*输出导入的位置*/ system("ipcs -m") sleep(3)/* 休眠 */ if ( (shmdt(shm_buf)) <0 )printf ( "segment detached \n" ) system ( "ipcs -m " )/*再次查看系统IPC状态*/ exit ( 0 ) } （2）在shell中编译该程序如下： $gcc opr_shm.c–o opr_shm （3）在shell中运行该程序如下： $./ 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 上述程序中从命令行中读取所要引入的共享内存ID，并使用shmat函数引入该内存到当前的进程空间中。注意在使用shmat函数时，将参数addr的值设为0，所表达的意义是由内核来决定该共享内存在当前进程中的位置。由于在编程的过程中，很少会针对某一个特定的硬件或系统编程，所以由内核决定引入位置也就是shmat推荐的使用方式。在导入后使用shell命令ipcs –m来显示当前的系统IPC的状态，可以看出输出信息中nattch字段为该共享内存时的引用值，最后使用shmdt函数分离该共享内存并打印系统IPC的状态。

编辑本段共享内存使用注意事项

共享内存相比其他几种方式有着更方便的数据控制能力，数据在读写过程中会更透明。当成功导入一块共享内存后，它只是相当于一个字符串指针来指向一块内存，在当前进程下用户可以随意的访问。缺点是，数据写入进程或数据读出进程中，需要附加的数据结构控制，共享内存通信数据结构示意如图14-9所示。

编辑本段结构示意

%说明：图中两个进程同时遵循一定的规则来读写该内存。同时，在多进程同步或互斥上也需要附加的代码来辅助共享内存机制。 在共享内存段中都是以字符串的默认结束符为一条信息的结尾。每个进程在读写时都遵守这个规则，就不会破坏数据的完整性。

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一、应用

共享内存的使用，主要有以下几个API：ftok()、shmget()、shmat()、shmdt()及shmctl()。

1)用ftok()函数获得一个ID号.

应用说明:

在IPC中，我们经常用用key_t的值来创建或者打开信号量，共享内存和消息队列。

函数原型:

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id)

Keys：

1）pathname一定要在系统中存在并且进程能够访问的

3）proj_id是一个1－255之间的一个整数值，典型的值是一个ASCII值。

当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则－1被返回。我们可以使用strerror(errno)来确定具体的错误信息。

考虑到应用系统可能在不同的主机上应用，可以直接定义一个key，而不用ftok获得：

#define IPCKEY 0x344378

2)shmget()用来开辟/指向一块共享内存的函数

应用说明:

shmget（）用来获得共享内存区域的ID，如果不存在指定的共享区域就创建相应的区域。

函数原型:

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

key_t key 是这块共享内存的标识符。如果是父子关系的进程间通信的话，这个标识符用IPC_PRIVATE来代替。如果两个进程没有任何关系，所以就用ftok()算出来一个标识符（或者自己定义一个）使用了。

int size 是这块内存的大小．

int flag 是这块内存的模式(mode)以及权限标识。

模式可取如下值：

IPC_CREAT 新建（如果已创建则返回目前共享内存的id）

IPC_EXCL 与IPC_CREAT结合使用，如果已创建则则返回错误

然后将“模式” 和“权限标识”进行“或”运算，做为第三个参数。

如：IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0640

例子中的0666为权限标识,4/2/1 分别表示读/写/执行3种权限，第一个0是UID,第一个6（4+2）表示拥有者的权限，第二个4表示同组权限，第3个0表示他人的权限。

这个函数成功时返回共享内存的ID，失败时返回-1。

关于这个函数，要多说两句。

创建共享内存时，shmflg参数至少需要 IPC_CREAT | 权限标识，如果只有IPC_CREAT 则申请的地址都是k=0xffffffff，不能使用；

获取已创建的共享内存时，shmflg不要用IPC_CREAT（只能用创建共享内存时的权限标识，如0640），否则在某些情况下，比如用ipcrm删除共享内存后，用该函数并用IPC_CREAT参数获取一次共享内存（当然，获取失败），则即使再次创建共享内存也不能成功，此时必须更改key来重建共享内存。

共享内存相关的API怎么使用不难：

1. 首先调用shmget分配一个新的共享内存，这里你可以指定其大小，如果你要分配一个整形，那你可以将size参数设置成4，如果你要共享一个结构体那就将size参数设置成你的结构体大小， *** 作系统不关心你要共享什么，它只关心你要分配多少个字节的区间。而且实际上 *** 作系统会将你要求的大小按照内存页面的大小进行对齐，也就是说它可能实际上给你分配若干个页面的物理存储空间，只要这个空间能够容纳你所指定的大小就ok了。它的第三个参数是关于一些访问权限设置的，要讲起来太长，建议自己搜索一下，或者用man查查帮助。总之，调用完shmget以后系统会给你创建一段共享内存，然后返回给你一个shmid，也就是这个共享内存的标识，你可以理解为给它取了个名字。

2. 接着调用shmat将这段共享内存映射到你的进程的虚拟地址空间上。这个函数的第一个参数就是你之前调用shmget创建的共享内存的名字shmid；第二个参数是个指针，指向你的进程虚存空间中的某个地址，你可以通过传入一个确定的地址强行要求 *** 作系统将共享内存映射到你指定的虚存地址上（可能会失败，如果你指定的虚拟地址空间已经映射了别的物理存储空间），也可以通过传入0地址让系统给你选择一个合适的地址（它会通过返回值把地址返回给你）。第三个参数则允许你指定一些特殊的标志位，还是那句话，太复杂自己搜索一下看看，一般应用不需要用到。

至于例子嘛你可以看看下面这个链接：

http://baike.baidu.com/view/3025906.htm

另外，你要知道只用共享内存是不互斥的，你必须结合信号量一起使用才能防止互斥问题的出现。如果你共享的只是一个整形变量可能问题不大，因为对页面对齐的整形变量的读写都是原子 *** 作，但如果你共享的是个复杂的结构体就得小心了。

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