APUE读书笔记---进程间通信之POSIX共享内存区

2019-11-06 07:52:46

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APUE读书笔记—进程间通信之POSIX共享内存区

1. 概述

无亲缘关系进程间共享内存区的方法：

内存映射文件（memory-mapped file），有open函数打开，由mmap函数把得到的描述符映射到当前进程地址空间的一个文件。共享内存对象（shared-memory object），由shm_open打开一个POSIX ipC名字（路径名），所返回的描述符由mmap函数映射到当前进程的地址空间。POSIX把两者合称为内存区对象（memory object）。

2. shm_open和shm_unlink函数

#include <sys/mman.h>#include <sys/stat.h> /* For mode constants */#include <fcntl.h> /* For O_* constants */int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);//返回值：若成功则为非负描述符，若出错则为-1int shm_unlink(const char *name);//返回值：若成功则为0，若出错，返回-1name的命名规则：必须符合已有的路径名规则（必须最多由PATH_MAX个字节构成，包括结尾的空字节）如果它以斜杠开头，那么对这些函数的不同调用将访问同一个队列。名字中额外的斜杠符的解释由实现定义。为了可移植性，IPC名字必须以一个斜杠开头，并且不能包含其他的斜杠符。oflag参数必须指定O_RDONLY或O_RDWR标志，还可以指定O_CREAT、O_EXCL、O_TRUNC标志。mode参数必须在O_CREAT标志下使用，和open函数类似。shm_unlink函数删除一个共享内存区对象的名字。删除一个name不会影响对其底层支撑对象的现有引用。只是防止后续的open等等函数的调用取得成功。

3. ftruncate和fstate函数

处理mmap时，可以调用ftruncate函数对普通文件或共享内存对象的大小修改。

#include <unistd.h>#include <sys/types.h>int ftruncate(int fd, off_t length);//返回值：若成功则为0，若出错，返回-1

打开一个存在的共享内存区对象时，可以调用fstat来获取有关该对象的信息。

S#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <unistd.h>int fstat(int fd, struct stat *buf);//返回值：若成功，返回0，若出错则为-1

stat结构有12个以上成员，当fd指代一个共享内存区对象时，只含有四个成员信息。

struct stat { mode_t st_mode; /* PRotection */ nlink_t st_nlink; /* number of hard links */ uid_t st_uid; /* user ID of owner */ gid_t st_gid; /* group ID of owner */ };

4. 例子

4.1 创建共享内存对象

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <errno.h>#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/mman.h>#include <fcntl.h>#define ERR_EXIT(m) / do / { / perror(m); / exit(EXIT_FAILURE); / } while(0)typedef struct stu { char name[32]; int age;}STU;int main(void){ int shmid; struct stat buf; shmid = shm_open("/xyz", O_CREAT | O_RDWR, 0666); if (shmid == -1) ERR_EXIT("shm_open"); printf("shm_open succ/n"); if ((ftruncate(shmid, sizeof(STU))) == -1) ERR_EXIT("ftruncate"); if (fstat(shmid, &buf) == -1) ERR_EXIT("fstat"); printf("size = %ld, mode = %o/n", buf.st_size, buf.st_mode & 07777); close(shmid); return 0;}//先将共享区对象大小用ftruncate修改，然后用fstat读出占的大小

运行结果：

➜ shm_open ./shm_open shm_open succsize = 36, mode = 664//mode为664是因为有umask掩码是002

然后可以在/dev/shm目录中查看到xyz文件

➜ shm ls -l /dev/shm/xyz-rw-rw-r-- 1 menwen menwen 36 3月 3 23:47 /dev/shm/xyz

4.2 写如共享内存区

int main(void){ int shmid; struct stat buf; STU *ptr; shmid = shm_open("/xyz", O_RDWR, 0666); if (shmid == -1) ERR_EXIT("shm_open"); printf("shm_open succ/n"); if (fstat(shmid, &buf) == -1) ERR_EXIT("fstat"); printf("size = %ld, mode = %o/n", buf.st_size, buf.st_mode & 07777); ptr = mmap(NULL, buf.st_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, shmid, 0); if(ptr == MAP_FAILED) ERR_EXIT("mmap"); strcpy(ptr->name, "test"); ptr->age = 20; close(shmid); return 0;}//读写打开xyz文件，mmap函数映射得到内存地址，并且是写保护，写入一个结构的数据。

4.3 读出数据

int main(void){ int shmid; struct stat buf; STU *ptr; shmid = shm_open("/xyz", O_RDWR, 0666); if (shmid == -1) ERR_EXIT("shm_open"); if (fstat(shmid, &buf) == -1) ERR_EXIT("fstat"); printf("size = %ld, mode = %o/n", buf.st_size, buf.st_mode & 07777); ptr = mmap(NULL, buf.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, shmid, 0); if(ptr == MAP_FAILED) ERR_EXIT("mmap"); printf("name = %s, age = %d/n", ptr->name, ptr->age); close(shmid); return 0;}//读写打开xyz文件，mmap函数映射得到内存地址，并且是读保护，读出一个结构的数据。

运行结果：

➜ shm_open ./shm_writesize = 36, mode = 664➜ shm_open ./shm_read size = 36, mode = 664name = test, age = 20//读出和写入相同，或者可以用od命令查看文件内容➜ shm od -c -A d /dev/shm/xyz0000000 t e s t /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /00000016 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /00000032 024 /0 /0 /00000036

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