Linux系统编程—共享内存之mmap

共享内存概念

共享内存是通信效率最高的IPC方式，因为进程可以直接读写内存，而无需进行数据的拷备。但是它没有自带同步机制，需要配合信号量等方式来进行同步。

共享内存被创建以后，同一块物理内存被映射到了多个进程地址空间，当有一个进程修改了共享内存的数据，其余的进程均可看见所修改的内容，反之亦然。

mmap函数

函数原型：

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

返回值：

• 成功：返回创建的映射区首地址;
• 失败：返回MAP_FAILED

具体参数含义：

• addr：指向映射区的首地址，这是由系统内核所决定的，一般设为NULL;
• length：欲创建的映射区大小;
• prot：映射区的权限，一般有如下几种：
• PROT_EXEC 映射区域可被执行
• PROT_READ 映射区域可被读取
• PROT_WRITE 映射区域可被写入
• PROT_NONE 映射区域不能存取
• flags：指映射区的标志位，MAP_FIXED与MAP_PRIVATE必须选择一个：
• MAP_FIXED：对映射区所作的修改会反映到物理设备，但需要调用msync()或者munmap();
• MAP_PRIVATE：对映射区所作的修改不会反映到物理设备。
• fd：创建的映射区的文件描述符;
• offset：被映射文件的偏移量，一般设为0，表示从头开始映射。

mumap函数

函数原型：

int munmap(void *addr, size_t length); 

函数作用：

如同malloc之后需要free一样，mmap调用创建的映射区使用完毕之后，需要调用munmap去释放。

例程

写进程：

 #include <stdio.h> 
 #include <sys/mman.h> 
 #include <sys/types.h> 
 #include <sys/stat.h> 
 #include <fcntl.h> 
 #include <unistd.h> 
 #include <string.h> 
  
 typedef struct 
{11    int id; 
    char name[20]; 
    char gender; 
}stu; 
 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    stu *p = NULL; 
    int fd = 0; 
    stu student = {10, "harry", 'm'}; 
 
   if (argc < 2) { 
        printf("useage: ./a.out file\n"); 
        return -1; 
    } 
 
    fd = open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, 0664); 
    if (fd == -1) { 
        printf("ERROR: open failed!\n"); 
        return -1; 
    } 
    ftruncate(fd, sizeof(stu)); 
 
    p = mmap(NULL, sizeof(stu), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); 
    if (p == MAP_FAILED) { 
        printf("ERROR: mmap failed!\n"); 
        return -1; 
    } 
 
    close(fd); 
 
    while (1) { 
        memcpy(p, &student, sizeof(stu)); 
        student.id++; 
        sleep(2); 
    } 
    munmap(p, sizeof(stu)); 
 
    return 0; 
} 

读进程：

 #include <stdio.h> 
 #include <sys/mman.h> 
 #include <sys/types.h> 
 #include <sys/stat.h> 
 #include <fcntl.h> 
 #include <unistd.h> 
  
 typedef struct 
 { 
    int id; 
    char name[20]; 
    char gender; 
}stu; 
 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    stu *p = NULL; 
    int fd = 0; 
 
    if (argc < 2) { 
        printf("useage: ./a.out file\n"); 
        return -1; 
    } 
 
    fd = open(argv[1], O_RDONLY); 
    if (fd == -1) { 
        printf("ERROR: open failed!\n"); 
        return -1; 
    } 
 
    p = mmap(NULL, sizeof(stu), PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); 
    if (p == MAP_FAILED) { 
        printf("ERROR: mmap failed!\n"); 
        return -1; 
    } 
 
    close(fd); 
 
    while (1) { 
        printf("id = %d, name = %s, gender = %c\n", p->id, p->name, p->gender); 
        sleep(2); 
    } 
 
    munmap(p, sizeof(stu)); 
 
    return 0; 
} 

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