【100ASK_IMX6ULL(带屏) 开发板试用体验】基于shm共享内存的双...

1万 · 2021-2-23 16:07

上周刚学完unix socket，这周尝试一下Linux环境另一款非常好用/非常常用的进程间通信方式——共享内存，这个共享内存同样是需要入门Linux代码的小白熟练掌握的，跟unix socket一样非常常用。共享内存，顾名思义就是不同的进程访问同一块内存，这块内存的特点，一是使用前需要手动申请给用户层；二是用户程序（进程）结束之后如果不手动释放的话会一直被占用且一直可被访问（读/写），外部终端查看被使用共享内存可用

ipcs -a

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指令；三是这块内存若要不想出现访问冲突，需要手动加锁，不然的话被两个或多个进程同时改写，这个在实际项目中是不允许出现的，但是我还没学会怎么给共享内存加锁，现在这帖贴出的Demo先确保同一块共享内存不会被多个进程同时改写，用的思想还是跟上一帖socket的思想一样，两个进程的读和写用两块不同的共享内存实现，比如说进程A和进程B，共享内存A和共享内存B，共享内存A只能被进程A写，被进程B读，共享内存B只能被进程B写，被进程A读；四是内存访问速度比socket快，用在效率要求高的场合项目；五是需要借助key文件进行shm地址的定位，以便确保进程A和进程B访问的共享内存地址（或shmid）是正确的，这个key文件可以是touch新建出来的文件，反正都会被进程改写；六是不同进程之间地位平等，不像socket那样分主进程和从进程，主进程gg从进程跟着gg，从这点看的话，共享内存不需要担心某个进程崩溃的问题，这是相对socket通信的优点。

上代码，进程1：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
key_t key1 , key2;
int shmid1 , shmid2;
char *p1 = NULL , *p2 = NULL;
pthread_t id1;
void *Thread_Send(void *arg)
{
while(1)
{
fgets(p2,10,stdin);
}
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
key1 = ftok("./app1",'b'); //获取唯一的 key 值,
if(key1 < 0)
{
perror("fail ftok ");
return -1;
}
shmid1 = shmget(key1, 128, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777);
//创建/打开共享内存，返回id根据id映射
if(shmid1 < 0)
{
if(errno == EEXIST)
//文件存在时，直接打开文件获取shmid
{
printf("file eexist");
shmid1 = shmget(key1,128,0777);
}
else
{
perror("shmget fail ");
return -2;
}
}
p1 = (char *)shmat(shmid1,NULL,0);
//映射，返回地址，根据地址操作
if( p1 == (char *)(-1) )
{
perror("shmat fail ");
return -3;
}
key2 = ftok("./app2",'b'); //获取唯一的 key 值,
if(key2 < 0)
{
perror("fail ftok ");
return -1;
}
shmid2 = shmget(key2, 128, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777);
//创建/打开共享内存，返回id根据id映射
if(shmid2 < 0)
{
if(errno == EEXIST)
//文件存在时，直接打开文件获取shmid
{
printf("file eexist");
shmid2 = shmget(key2,128,0777);
}
else
{
perror("shmget fail ");
return -2;
}
}
p2 = (char *)shmat(shmid2 , NULL , 0);
//映射，返回地址，根据地址操作
if(p2 == (char *)(-1) )
{
perror("shmat fail ");
return -3;
}
pthread_create(&id1,NULL,Thread_Send,NULL);
while(1)
{
sleep(1);
printf("P:%s\n",p1);
}
shmdt(p1);
//解除映射
shmctl(shmid1,IPC_RMID,NULL);
//删除
return 0;
}

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上代码，进程2：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
key_t key1 , key2;
int shmid1 , shmid2;
char *p1 = NULL , *p2 = NULL;
pthread_t id1;
void *Thread_Send(void *arg)
{
while(1)
{
fgets(p1,10,stdin);
}
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
key1 = ftok("./app1",'b');
if(key1 < 0)
{
perror("fail ftok ");
exit(1);
}
shmid1 = shmget(key1,128,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777);//创建/打开共享内存，返回id根据id映射
if(shmid1 < 0)
{
if(errno == EEXIST)
{
printf("file eexist");
shmid1 = shmget(key1,128,0777);
}
else
{
perror("shmget fail ");
exit(1);
}
}
p1 = (char *)shmat(shmid1,NULL,0);//映射，返回地址，根据地址操作
if( p1 == (char *)(-1) )
{
perror("shmat fail ");
exit(1);
}
key2 = ftok("./app2",'b'); //创建key值,
if(key2 < 0)
{
perror("fail ftok ");
exit(1);
}
shmid2 = shmget(key2,128,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777);//创建/打开共享内存，返回id根据id映射
if(shmid2 < 0)
{
if(errno == EEXIST)//文件存在时，直接打开文件获取shmid
{
printf("file eexist");
shmid2 = shmget(key2,128,0777); //共享内存存在时，直接打开
}
else
{
perror("shmget fail ");
exit(1);
}
}
p2 = (char *)shmat(shmid2,NULL,0);//映射，返回地址，根据地址操作
if( p2 == (char *)(-1) )
{
perror("shmat fail ");
exit(1);
}
pthread_create(&id1,NULL,Thread_Send,NULL);
while(1)
{
sleep(1);
printf("P:%s\n",p2);
}
shmdt(p1);
//解除映射
//函数原型 int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
shmctl(shmid1,IPC_RMID,NULL); //删除
return 0;
}

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无论是先运行进程1还是进程2，都需要先在文件夹内创建key文件app1和app2，以便定位共享内存shmid：

touch app1
touch app2

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运行效果：

从终端看不出fgets输入和打印输出的区别，不过两个进程读写通信是没有任何问题的。