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在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，內(nèi)存是最重要的資源之一，因?yàn)樗谴鎯?chǔ)和訪問(wèn)數(shù)據(jù)的主要方式。內(nèi)存作為基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，對(duì)于性能和可靠性至關(guān)重要。在多進(jìn)程/線程環(huán)境下，共享內(nèi)存能夠高效地解決應(yīng)用程序中的協(xié)作問(wèn)題。Linux下的shmat共享內(nèi)存提供了一種高效的實(shí)現(xiàn)方式，本文將對(duì)其進(jìn)行介紹。
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1. 什么是共享內(nèi)存？
共享內(nèi)存是一種允許多個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)同一塊物理內(nèi)存區(qū)域的機(jī)制。在共享內(nèi)存機(jī)制中，多個(gè)進(jìn)程可以直接讀寫(xiě)同一塊內(nèi)存區(qū)，而不必通過(guò)一些復(fù)雜的通信機(jī)制，這樣就可以避免復(fù)雜的進(jìn)程間通信問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存的最常用方法是使用操作系統(tǒng)提供的共享內(nèi)存機(jī)制，如Linux下的shmat。
2. shmat共享內(nèi)存的優(yōu)點(diǎn)
shmat是Linux/Unix下共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)調(diào)用之一，它可以將共享內(nèi)存區(qū)域映射到進(jìn)程的地址空間中，從而進(jìn)程可以像訪問(wèn)本地內(nèi)存一樣訪問(wèn)共享內(nèi)存。shmat共享內(nèi)存有以下優(yōu)點(diǎn)：
2.1 高效的數(shù)據(jù)共享
使用共享內(nèi)存可以提高進(jìn)程間數(shù)據(jù)交互的效率。因?yàn)楣蚕韮?nèi)存可以讓多個(gè)進(jìn)程共享同一塊物理內(nèi)存，減少數(shù)據(jù)復(fù)制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_(kāi)銷(xiāo)，還可以有效地避免死鎖等并發(fā)問(wèn)題。
2.2 高效的數(shù)據(jù)訪問(wèn)
共享內(nèi)存可以讓多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀寫(xiě)共享內(nèi)存區(qū)域，而無(wú)需任何數(shù)據(jù)傳輸。這樣可以大大提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)的效率和速度。
2.3 簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式
shmat共享內(nèi)存提供了簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式，允許進(jìn)程直接將共享內(nèi)存映射到進(jìn)程地址空間中，這樣就可以方便地讀寫(xiě)共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。而且使用這種方式還可以避免一些常見(jiàn)的進(jìn)程間通信問(wèn)題。
3. 使用shmat共享內(nèi)存的實(shí)現(xiàn)方式
在Linux系統(tǒng)下，使用shmat共享內(nèi)存需要以下步驟：
3.1 創(chuàng)建共享內(nèi)存區(qū)域
首先需要?jiǎng)?chuàng)建一塊共享內(nèi)存區(qū)域，這可以通過(guò)shmget函數(shù)完成，該函數(shù)需要傳入一個(gè)key值、大小以及一些權(quán)限信息等參數(shù)，用于創(chuàng)建一塊共享內(nèi)存區(qū)域。創(chuàng)建成功后，該函數(shù)會(huì)返回一個(gè)共享內(nèi)存標(biāo)識(shí)符。
3.2 將共享內(nèi)存區(qū)域映射到進(jìn)程地址空間中
在共享內(nèi)存區(qū)域被創(chuàng)建之后，需要調(diào)用shmat函數(shù)將共享內(nèi)存區(qū)域映射到進(jìn)程的地址空間中，從而進(jìn)程可以訪問(wèn)該共享內(nèi)存。shmat函數(shù)的參數(shù)包括共享內(nèi)存標(biāo)識(shí)符、映射地址的首地址、訪問(wèn)標(biāo)志等，其中映射地址的首地址可以輸入一個(gè)指針類(lèi)型的變量，該變量指向的地址就是共享內(nèi)存區(qū)域在進(jìn)程地址空間中的首地址，訪問(wèn)標(biāo)志決定了內(nèi)存映射的訪問(wèn)權(quán)限，可以選擇可讀可寫(xiě)或僅讀等。
3.3 處理共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)
一旦成功地將共享內(nèi)存區(qū)域映射到進(jìn)程的地址空間中，就可以像普通內(nèi)存一樣讀寫(xiě)共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)了。進(jìn)行讀寫(xiě)的過(guò)程和操作普通內(nèi)存非常類(lèi)似，也可以使用指針或數(shù)組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)操作共享內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。
3.4 斷開(kāi)共享內(nèi)存與進(jìn)程之間的關(guān)聯(lián)
在進(jìn)程結(jié)束前，需要調(diào)用shmdt函數(shù)將共享內(nèi)存與進(jìn)程之間的關(guān)聯(lián)斷開(kāi)，避免內(nèi)存泄漏等問(wèn)題。
4.
共享內(nèi)存是高效的數(shù)據(jù)共享機(jī)制，能夠提升進(jìn)程間數(shù)據(jù)交互的效率與速度。Linux下的shmat共享內(nèi)存提供了一種高效的實(shí)現(xiàn)方式，能夠讓多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀寫(xiě)共享內(nèi)存區(qū)域，簡(jiǎn)單可靠，易于實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，程序員們可以通過(guò)合理使用共享內(nèi)存，將程序的運(yùn)行效率與性能提升至新的高度。
相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：
- linux下共享內(nèi)存允許的連接數(shù)有限制嗎
linux下共享內(nèi)存允許的連接數(shù)有限制嗎
對(duì)于64位進(jìn)程，同一進(jìn)程可連接最多個(gè)共享內(nèi)存段；
對(duì)于燃薯32位進(jìn)程，同一進(jìn)程可連接最多11個(gè)共享內(nèi)存段，除非使用擴(kuò)展的shmat；
上述限制對(duì)于64位應(yīng)用不會(huì)帶來(lái)麻煩，因?yàn)榭晒┻B接的數(shù)量已經(jīng)足夠大了；但對(duì)于32位應(yīng)用，卻很容易帶來(lái)意外的問(wèn)題，因?yàn)楦蟮倪B接數(shù)量只有11個(gè)。
下面的例程test02.c演示了這個(gè)問(wèn)題，為了精簡(jiǎn)代碼，它反復(fù)連接的是同一個(gè)共享內(nèi)存對(duì)象；實(shí)際上，無(wú)論皮凱者所連接孫游的共享內(nèi)存對(duì)象是否相同，該限制制約的是連接次數(shù)：
#include
#include
#include
#include
#include
#define MAX_ATTACH_NUM 15
void main(int argc, char* argv)
{
key_tmem_key;
longmem_id;
void*mem_addr;
inti;
if ( ( mem_key = ftok(“/tmp/mykeyfile”, 1) ) == (key_t)(-1) ) {
printf(“Failed to generate shared memory access key, ERRNO=%d\n”,
errno);
goto MOD_EXIT;
}
if ( ( mem_id = shmget(mem_key, 256, IPC_CREAT) ) == (-1) ) {
printf(“Failed to obtain shared memory ID, ERRNO=%d\n”, errno);
goto MOD_EXIT;
}
for ( i=1; i
if ( ( mem_addr = (void *)shmat(mem_id, 0, 0) ) == (void *)(-1) )
printf(“Failed to attach shared memory, times , errno:%d\n”, i,
errno);
else
printf(“Successfully attached shared memory, times \n”, i);
}
MOD_EXIT:
shmctl(mem_id, IPC_RMID, NULL);
}
香港服務(wù)器選創(chuàng)新互聯(lián)，2H2G首月10元開(kāi)通。
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過(guò)10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機(jī)、網(wǎng)站系統(tǒng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。專業(yè)提供云主機(jī)、虛擬主機(jī)、域名注冊(cè)、VPS主機(jī)、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
名稱欄目：Linux中shmat：共享內(nèi)存的高效實(shí)現(xiàn)方式(linux中shmat)
本文路徑：http://m.5511xx.com/article/dhsdioe.html
