Linux系统编程—共享内存之mmap

系统 Linux
共享内存是通信效率最高的IPC方式,因为进程可以直接读写内存,而无需进行数据的拷备。但是它没有自带同步机制,需要配合信号量等方式来进行同步。

共享内存概念

共享内存是通信效率最高的IPC方式,因为进程可以直接读写内存,而无需进行数据的拷备。但是它没有自带同步机制,需要配合信号量等方式来进行同步。

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共享内存被创建以后,同一块物理内存被映射到了多个进程地址空间,当有一个进程修改了共享内存的数据,其余的进程均可看见所修改的内容,反之亦然。

mmap函数

函数原型:

  1. void mmap(void adrr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); 

返回值:

  • 成功:返回创建的映射区首地址;
  • 失败:返回MAP_FAILED

具体参数含义:

  • addr:指向映射区的首地址,这是由系统内核所决定的,一般设为NULL;
  • length:欲创建的映射区大小;
  • prot:映射区的权限,一般有如下几种:
  • PROT_EXEC 映射区域可被执行
  • PROT_READ 映射区域可被读取
  • PROT_WRITE 映射区域可被写入
  • PROT_NONE 映射区域不能存取
  • flags:指映射区的标志位,MAP_FIXED与MAP_PRIVATE必须选择一个:
  • MAP_FIXED:对映射区所作的修改会反映到物理设备,但需要调用msync()或者munmap();
  • MAP_PRIVATE:对映射区所作的修改不会反映到物理设备。
  • fd:创建的映射区的文件描述符;
  • offset:被映射文件的偏移量,一般设为0,表示从头开始映射。

mumap函数

函数原型:

  1. int munmap(void *addr, size_t length); 

函数作用:

如同malloc之后需要free一样,mmap调用创建的映射区使用完毕之后,需要调用munmap去释放。

例程

写进程:

  1.  #include <stdio.h> 
  2.  #include <sys/mman.h> 
  3.  #include <sys/types.h> 
  4.  #include <sys/stat.h> 
  5.  #include <fcntl.h> 
  6.  #include <unistd.h> 
  7.  #include <string.h> 
  8.   
  9.  typedef struct 
  10. {11    int id; 
  11.     char name[20]; 
  12.     char gender; 
  13. }stu; 
  14.  
  15. int main(int argc, char *argv[]) 
  16.     stu *p = NULL
  17.     int fd = 0
  18.     stu student = {10, "harry", 'm'}; 
  19.  
  20.    if (argc < 2) { 
  21.         printf("useage: ./a.out file\n"); 
  22.         return -1; 
  23.     } 
  24.  
  25.     fd = open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, 0664); 
  26.     if (fd == -1) { 
  27.         printf("ERROR: open failed!\n"); 
  28.         return -1; 
  29.     } 
  30.     ftruncate(fd, sizeof(stu)); 
  31.  
  32.     p = mmap(NULL, sizeof(stu), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); 
  33.     if (p == MAP_FAILED) { 
  34.         printf("ERROR: mmap failed!\n"); 
  35.         return -1; 
  36.     } 
  37.  
  38.     close(fd); 
  39.  
  40.     while (1) { 
  41.         memcpy(p, &student, sizeof(stu)); 
  42.         student.id++; 
  43.         sleep(2); 
  44.     } 
  45.     munmap(p, sizeof(stu)); 
  46.  
  47.     return 0; 

读进程:

  1.  #include <stdio.h> 
  2.  #include <sys/mman.h> 
  3.  #include <sys/types.h> 
  4.  #include <sys/stat.h> 
  5.  #include <fcntl.h> 
  6.  #include <unistd.h> 
  7.   
  8.  typedef struct 
  9.  { 
  10.     int id; 
  11.     char name[20]; 
  12.     char gender; 
  13. }stu; 
  14.  
  15. int main(int argc, char *argv[]) 
  16.     stu *p = NULL
  17.     int fd = 0
  18.  
  19.     if (argc < 2) { 
  20.         printf("useage: ./a.out file\n"); 
  21.         return -1; 
  22.     } 
  23.  
  24.     fd = open(argv[1], O_RDONLY); 
  25.     if (fd == -1) { 
  26.         printf("ERROR: open failed!\n"); 
  27.         return -1; 
  28.     } 
  29.  
  30.     p = mmap(NULL, sizeof(stu), PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); 
  31.     if (p == MAP_FAILED) { 
  32.         printf("ERROR: mmap failed!\n"); 
  33.         return -1; 
  34.     } 
  35.  
  36.     close(fd); 
  37.  
  38.     while (1) { 
  39.         printf("id = %d, name = %s, gender = %c\n", p->id, p->name, p->gender); 
  40.         sleep(2); 
  41.     } 
  42.  
  43.     munmap(p, sizeof(stu)); 
  44.  
  45.     return 0; 

本文授权转载自公众号「良许Linux」。良许,世界500强外企Linux开发工程师,公众号里分享大量Linux干货,欢迎关注!

 

责任编辑:赵宁宁 来源: 今日头条
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