linux网络编程之POSIX 共享内存和 系列函数
在前面介绍了system v 共享内存的相关知识，现在来稍微看看posix 共享内存 和系列函数。
共享内存简单来说就是一块真正的物理内存区域，可以使用一些函数将这块区域映射到进程的地址空间进行读写，而posix 共享内存与system v 共享内存不同的是它是用虚拟文件系统（tmpfs）实现的，已经挂载在/dev/shm 下面。man 7 shm_overview
下面来看系列函数，编译时候加上 -lrt 选项，即连接librt 库 （实时库）
功能：用来创建或打开一个共享内存对象 原型 int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode); 参数 name:共享内存对象的名字，必须以/打头，并且后续不能有其它/ ，形如/somename长度不能超过NAME_MAX（255） oflag:与open函数类似，可以是O_RDONLY、O_RDWR，还可以按位或上O_CREAT、O_EXCL、O_TRUNC等。 mode:此参数总是需要设置，如果oflag没有指定了O_CREAT，可以指定为0 返回值：成功返回非负整数文件描述符；失败返回-1
注意，不存在所谓的shm_close 函数，可以直接使用close 来关闭文件描述符。
功能：修改共享内存对象大小，shm_open不像shmget一样可以设置共享内存的大小，但可以使用ftruncate 设置大小。 原型 int ftruncate(int fd, off_t length); 参数 fd: 文件描述符 length:长度 返回值：成功返回0；失败返回-1
功能：获取共享内存对象信息 原型 int fstat(int fd, struct stat *buf); 参数 fd: 文件描述符 buf:返回共享内存状态 返回值：成功返回0；失败返回-1
struct stat 可以参考这里。
类似 shmctl(, IPC_STAT,);
功能：删除一个共享内存对象 原型 int shm_unlink(const char *name); 参数 name: 共享内存对象的名字 返回值：成功返回0；失败返回-1
shm_unlink 类似 shmctl(, IPC_RMID, );
功能：将共享内存对象映射到进程地址空间。 原型 void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset); 参数 addr: 要映射的起始地址，通常指定为NULL，让内核自动选择 len:映射到进程地址空间的字节数 prot:映射区保护方式 flags:标志 fd:文件描述符 offset:从文件头开始的偏移量 返回值：成功返回映射到的内存区的起始地址；失败返回-1
在前面曾经介绍了mmap 函数 将文件映射到进程地址空间的作用，其实它还可以将共享内存对象映射到进程地址空间，类似shmat的作用，只是传入的文件描述符fd 是shm_open 返回的。同样地，解除映射可以用munmap，类似shmdt 的作用。
下面写几个程序来演示一下：
shm_open.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/mman.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do { \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)
int main(void)
{
int shmid;
shmid = shm_open("/xyz", O_CREAT | O_RDWR, 0666);
if (shmid == -1)
ERR_EXIT("shm_open");
if (ftruncate(shmid, 36) == -1)
ERR_EXIT("ftruncate");
struct stat buf;
if (fstat(shmid, &buf) == -1)
ERR_EXIT("fstat");
printf("size=%ld, mode=%o\n", buf.st_size, buf.st_mode & 0777);
close(shmid);
return 0;
}simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./shm_open
size=36, mode=664
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ls -l /dev/shm/xyz
-rw-rw-r-- 1 simba simba 36 Jun 16 15:01 /dev/shm/xyz
即创建了一个36字节的共享内存段，在/dev/shm 目录下。
shm_write.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/mman.h>
#include<string.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;
shmid = shm_open("/xyz", O_RDWR, 0);
if (shmid == -1)
ERR_EXIT("shm_open");
struct stat buf;
if (fstat(shmid, &buf) == -1)
ERR_EXIT("fstat");
printf("size=%ld, mode=%o\n", buf.st_size, buf.st_mode & 0777);
STU *p;
p = (STU *)mmap(NULL, buf.st_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, shmid, 0);
if (p == MAP_FAILED)
ERR_EXIT("mmap");
strcpy(p->name, "test");
p->age = 20;
close(shmid);
return 0;
}simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./shm_write
size=36, mode=664
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ od -c /dev/shm/xyz
0000000 t e s t \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0
0000020 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0 \0
0000040 024 \0 \0 \0
0000044
使用mmap 将共享内存映射到进程地址空间，将shmid 传入fd 参数，其余跟文件映射没什么区别，od -c查看可以看到写入的东西。
shm_read.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<fcntl.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/mman.h>
#include<string.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;
shmid = shm_open("/xyz", O_RDONLY, 0);
if (shmid == -1)
ERR_EXIT("shm_open");
struct stat buf;
if (fstat(shmid, &buf) == -1)
ERR_EXIT("fstat");
printf("size=%ld, mode=%o\n", buf.st_size, buf.st_mode & 0777);
STU *p;
p = (STU *)mmap(NULL, buf.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, shmid, 0);
if (p == MAP_FAILED)
ERR_EXIT("mmap");
printf("name=%s age=%d\n", p->name, p->age);
close(shmid);
return 0;
}simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./shm_read
size=36, mode=664
name=test age=20
即读取到了共享内存的数据，注意，读取数据后共享内存的数据还是存在的，除非被覆盖了。
参考：《UNP》