Linux学习记录——이십 进程间通信（2）共享内存-Toy模板网

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1、system V共享内存

system是一套标准，独立于文件系统之外，是系统专门为通信而设计出来的内核模块，称之为system V的IPC通信机制。

共享内存的主要做法也是让两个毫不相关的进程看到同一份资源。

1、原理

进程的地址空间内，栈和堆区之间有个共享区，堆是向上增长，栈是向下增长，重合的那个地方就是共享区，也就是动态库存放的位置。在物理内存开辟一块空间，将这个空间通过映射到共享区里，然后把这块空间的起始地址返回给用户；同样地，另一个进程也这么做，这样两个进程就可以访问到同一个物理内存内的空间了。

如果不再继续共享了，那么进程可以取消掉映射关系，也就是修改页表，然后把地址空间的共享内存给释放掉，最后把物理内存的共享内存释放，就不再共享了。

2、模拟实现

整体代码

对照着下面的话来分析代码，从server.cc文件开始看。

Linux学习记录——이십 进程间通信（2）共享内存

shmget，申请一个System V的共享内存，是个系统调用接口，size就是申请的内存块的大大小，shmflg是大写字母，用来实际操作，代码中有写。这个函数创建成功后会返回一个共享内存的标识符，这个下标和文件下标不一样，所以实际上用得少，用文件的方法会更泛用。而key参数需要用ftok函数来设定，ftok结合传过来的项目id和路径来生成key。

上面写到了共享内存的原理，在系统中不止有一个共享内存，也不止有两个进程在共享内存，所以系统中会同时存在很多个内存，系统对他们的管理就是先描述再组织，创建一个结构体来存储共享内存的所有属性。

对于底层来说，对于共享内存的管理就变成了对结构体的管理，只要两个进程可以得到一样的数据，那就访问到了一样的共享内存。但是系统是存在很多个共享内存的，两个进程如何确保访问的是一个内存？这里就是用到了ftok函数的key，一个进程创建共享内存，指定了路径，传入了id，就会形成一个key，key会填入共享内存的结构体里，而另一个进程也调用ftok函数，它如果用同样的路径和id，也会生成一个key，然后这两个key去匹配，这是一定相等的，所以就会访问到同一个资源。

共享内存相关的进程退出了，但内存还在。要如何确定共享内存存在？

ipcs

看Shared Memory Segments那栏，也可以后面加上-m只看这栏。ipcrm 可以用来删共享内存，但应当按照key还是shmid来删？

shmid是shmget函数返回的共享内存的标识符，相当于fd。key是在系统中用的，相当于共享内存的inode。在用户层都用shmid。指令就在用户层，系统接口层之上。删除指令ipcrm -m shmid。

shmctl

这也反映了一个问题，共享内存是不随进程的，把写的模拟实现的文件生成可执行程序，调用又清除，再次调用，server会失败，因为不需要再创建了，而client可以获取和上次一样的。共享内存是随操作系统的。除了指令删除，还可以调用系统接口。

虽然创建了共享内存，但不能直接使用，要用shmat函数。

Linux学习记录——이십 进程间通信（2）共享内存

用户得到的共享内存的地址是虚拟地址。shmat参数里的shmaddr是指放在地址空间的哪里，所以一般设为None，让系统自己搞。shmflg可以设置内存块的属性，为0就是可读可写。

3.共享内存大小

上面的代码中有设置gsize = 4096，如果一边运行，一边用ipcs -m来查看进程，可以看到我们开的共享内存大小是4096。这个大小可以改，共享内存的大小是以PAGE页为单位的，它就向上对齐到PAGE，系统分配内存是以页为单位的，而这个页是4kb的大小，也就是文件和磁盘数据块进行IO时的单位。但是如果我们设定gsize为4097时，共享内存的大小应当是4096 * 2，因为4097超过了4096，按照对齐到PAGE的规则，应该是2倍的4096，但现在用命令查看却是4097。事实上，确实扩容了一下，但用户用多少系统给多少，系统确实对齐到2倍的4096了，但我只用4097，共享内存大小就是4097。

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