Linux 共享内存

多线程共享进程的地址空间，如果多个线程需要访问同一块内存，用全局变量就可以了。

在多进程中，每个进程的地址空间是独立的，不共享的，如果多个进程需要访问同一块内存，不能用全局变量，只能用共享内存。

共享内存（Shared Memory）允许多个进程（不要求进程之间有血缘关系）访问同一块内存空间，是多个进程之间共享和传递数据最高效的方式。进程可以将共享内存连接到它们自己的地址空间中，如果某个进程修改了共享内存中的数据，其它的进程读到的数据也会改变。

共享内存没有提供锁机制，也就是说，在某一个进程对共享内存进行读/写的时候，不会阻止其它进程对它的读/写。如果要对共享内存的 读/写 加锁，可以使用信号量。

Linux中提供了一组函数用于操作共享内存。

1. shmget函数

该函数用于创建/获取共享内存。

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

1.key 共享内存的键值，是一个整数（typedef unsigned int key_t），一般采用十六进制，例如0x5005，不同共享内存的key不能相同。
2.size 共享内存的大小，以字节为单位。
3.shmflg 共享内存的访问权限，与文件的权限一样，例如 0666|IPC_CREAT，0666表示全部用户对它可读写，IPC_CREAT表示如果共享内存不存在，就创建它。
4.返回值：成功返回共享内存的id（一个非负的整数），失败返回-1（系统内存不足、没有权限）

用ipcs -m可以查看系统的共享内存，包括：键值（key），共享内存id（shmid），拥有者（owner），权限（perms），大小（bytes）。

以下例程来自b站公开课——c++中高级工程师（码农联盟）：

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
using  namespace std;struct stgirl     // 超女结构体。
{int  no;        // 编号。char name[51];  // 姓名，注意，不能用string。
};int main(int argc,char *argv[])
{//if (argc!=3) { cout << "Using:./demo no name\n"; return -1; }// 第1步：创建/获取共享内存，键值key为0x5005，也可以用其它的值。int shmid=shmget(0x5005, sizeof(stgirl), 0640|IPC_CREAT);if ( shmid ==-1 ){cout << "shmget(0x5005) failed.\n"; return -1;}cout << "shmid=" << shmid << endl;}

执行 demo 程序，用 ipcs -m查看共享内存信息
用 ipcrm -m+共享内存id，可以手工删除共享内存，如下：

2. shmat函数

创建了共享内存后，需要使用共享内存，那就需要用到shmat函数了

该函数用于把共享内存连接到当前进程的地址空间。

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

1.shmid 由shmget()函数返回的共享内存标识。
2.shmaddr 指定共享内存连接到当前进程中的地址位置，通常填0，表示让系统来选择共享内存的地址。
3.shmflg 标志位，通常填0。
调用成功时返回共享内存起始地址，失败返回(void*)-1。

3. shmdt函数

如果不再使用共享内存，使用shmdt函数，将共享内存从当前进程中分离。

该函数用于将共享内存从当前进程中分离，相当于shmat()函数的反操作

int shmdt(const void *shmaddr);

shmaddr shmat()函数返回的地址。
调用成功时返回0，失败时返回-1。

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
using  namespace std;struct stgirl     // 超女结构体。
{int  no;        // 编号。char name[51];  // 姓名，注意，不能用string。
};int main(int argc,char *argv[])
{//if (argc!=3) { cout << "Using:./demo no name\n"; return -1; }// 第1步：创建/获取共享内存，键值key为0x5005，也可以用其它的值。int shmid=shmget(0x5005, sizeof(stgirl), 0640|IPC_CREAT);if ( shmid ==-1 ){cout << "shmget(0x5005) failed.\n"; return -1;}cout << "shmid=" << shmid << endl;// 第2步：把共享内存连接到当前进程的地址空间。stgirl *ptr=(stgirl *)shmat(shmid,0,0); // 用stgirl结构体指针指向共享内存的起始地址if ( ptr==(void *)-1 ){cout << "shmat() failed\n"; return -1;}// 第3步：使用共享内存，对共享内存进行读/写。cout << "原值：no=" << ptr->no << ",name=" << ptr->name << endl;  // 显示共享内存中的原值。ptr -> no=atoi(argv[1]);        // 对超女结构体的no成员赋值。strcpy(ptr->name,argv[2]);    // 对超女结构体的name成员赋值。//ptr -> name=argv[2];cout << "新值：no=" << ptr->no << ",name=" << ptr->name << endl;  // 显示共享内存中的当前值。// 第4步：把共享内存从当前进程中分离。shmdt(ptr);}

刚开始共享内存中是空的，调用的时候写入 （12 小美）

4. shmctl函数

该函数用于操作共享内存，最常用的操作是删除共享内存。

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

1.shmid shmget()函数返回的共享内存id。
2.command 操作共享内存的指令，如果要删除共享内存，填IPC_RMID。
3.buf 操作共享内存的数据结构的地址，如果要删除共享内存，填0。
调用成功时返回0，失败时返回-1。

注意，用root创建的共享内存，不管创建的权限是什么，普通用户无法删除。

5. 注意：

共享内存的数据结构可以用结构体，或者数组，但是只能用C++内置的数据类型，不能使用STL容器，因为STL容器会动态的在堆区分配内存，而在堆区分配的内存不属于共享内存