8.5.1 共享內(nèi)存概述
　　可以說(shuō)，共享內(nèi)存是一種最為高效的進(jìn)程間通信方式。因?yàn)檫M(jìn)程可以直接讀寫內(nèi)存，不需要任何數(shù)據(jù)的復(fù)制。為了在多個(gè)進(jìn)程間交換信息，內(nèi)核專門留出了一塊內(nèi)存區(qū)。這段內(nèi)存區(qū)可以由需要訪問(wèn)的進(jìn)程將其映射到自己的私有地址空間。因此，進(jìn)程就可以直接讀寫這一內(nèi)存區(qū)而不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的復(fù)制，從而大大提高了效率。當(dāng)然，由于多個(gè)進(jìn)程共享一段內(nèi)存，因此也需要依靠某種同步機(jī)制，如互斥鎖和信號(hào)量等（請(qǐng)參考本章的共享內(nèi)存實(shí)驗(yàn)）。其原理示意圖如圖8.8所示。
　　
　　圖8.8 共享內(nèi)存原理示意圖
　　8.5.2 共享內(nèi)存的應(yīng)用
　　1．函數(shù)說(shuō)明
　　共享內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟，第一步是創(chuàng)建共享內(nèi)存，這里用到的函數(shù)是shmget（），也就是從內(nèi)存中獲得一段共享內(nèi)存區(qū)域，第二步映射共享內(nèi)存，也就是把這段創(chuàng)建的共享內(nèi)存映射到具體的進(jìn)程空間中，這里使用的函數(shù)是shmat（）。到這里，就可以使用這段共享內(nèi)存了，也就是可以使用不帶緩沖的I/O讀寫命令對(duì)其進(jìn)行操作。除此之外，當(dāng)然還有撤銷映射的操作，其函數(shù)為shmdt（）。這里就主要介紹這3個(gè)函數(shù)。
　　2．函數(shù)格式
　　表8.20列舉了shmget（）函數(shù)的語(yǔ)法要點(diǎn)。
　　表8.20 shmget（）函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)
　　所需頭文件#include 《sys/types.h》
　　#include 《sys/ipc.h》
　　#include 《sys/shm.h》
　　函數(shù)原型int shmget（key_t key， int size， int shmflg）
　　函數(shù)傳入值key：共享內(nèi)存的鍵值，多個(gè)進(jìn)程可以通過(guò)它訪問(wèn)同一個(gè)共享內(nèi)存，其中有個(gè)特殊值IPC_PRIVATE。它用于創(chuàng)建當(dāng)前進(jìn)程的私有共享內(nèi)存
　　size：共享內(nèi)存區(qū)大小
　　shmflg：同open（）函數(shù)的權(quán)限位，也可以用八進(jìn)制表示法
　　函數(shù)返回值成功：共享內(nèi)存段標(biāo)識(shí)符
　　出錯(cuò)：-1
　　表8.21列舉了shmat（）函數(shù)的語(yǔ)法要點(diǎn)。
　　表8.21 shmat（）函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)
　　所需頭文件#include 《sys/types.h》
　　#include 《sys/ipc.h》
　　#include 《sys/shm.h》
　　函數(shù)原型char *shmat（int shmid， const void *shmaddr， int shmflg）
　　函數(shù)傳入值shmid：要映射的共享內(nèi)存區(qū)標(biāo)識(shí)符
　　shmaddr：將共享內(nèi)存映射到指定地址（若為0則表示系統(tǒng)自動(dòng)分配地址并把該段共享內(nèi)存映射到調(diào)用進(jìn)程的地址空間）
　　shmflg SHM_RDONLY：共享內(nèi)存只讀
　　默認(rèn)0：共享內(nèi)存可讀寫
　　函數(shù)返回值成功：被映射的段地址
　　出錯(cuò)：-1
　　表8.22列舉了shmdt（）函數(shù)的語(yǔ)法要點(diǎn)。
　　表8.22 shmdt（）函數(shù)語(yǔ)法要點(diǎn)
　　所需頭文件#include 《sys/types.h》
　　#include 《sys/ipc.h》
　　#include 《sys/shm.h》
　　函數(shù)原型int shmdt（const void *shmaddr）
　　函數(shù)傳入值shmaddr：被映射的共享內(nèi)存段地址
　　函數(shù)返回值成功：0
　　出錯(cuò)：-1
　　3．使用實(shí)例
　　該實(shí)例說(shuō)明如何使用基本的共享內(nèi)存函數(shù)。首先是創(chuàng)建一個(gè)共享內(nèi)存區(qū)（采用的共享內(nèi)存的鍵值為IPC_PRIVATE，是因?yàn)楸緦?shí)例中創(chuàng)建的共享內(nèi)存是父子進(jìn)程之間的共用部分），之后創(chuàng)建子進(jìn)程，在父子兩個(gè)進(jìn)程中將共享內(nèi)存分別映射到各自的進(jìn)程地址空間之中。
　　父進(jìn)程先等待用戶輸入，然后將用戶輸入的字符串寫入到共享內(nèi)存，之后往共享內(nèi)存的頭部寫入“WROTE”字符串表示父進(jìn)程已成功寫入數(shù)據(jù)。子進(jìn)程一直等到共享內(nèi)存的頭部字符串為“WROTE”，然后將共享內(nèi)存的有效數(shù)據(jù)（在父進(jìn)程中用戶輸入的字符串）在屏幕上打印。父子兩個(gè)進(jìn)程在完成以上工作之后，分別解除與共享內(nèi)存的映射關(guān)系。
　　最后在子進(jìn)程中刪除共享內(nèi)存。因?yàn)楣蚕韮?nèi)存自身并不提供同步機(jī)制，所以應(yīng)該額外實(shí)現(xiàn)不同進(jìn)程之間的同步（例如：信號(hào)量）。為了簡(jiǎn)單起見，在本實(shí)例中用標(biāo)志字符串來(lái)實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單的父子進(jìn)程之間的同步。