共享内存是最快的IPC形式，一旦这样的内存映射到共享它的进程的地址空间，这些进程间的数据传递不再涉及到内核，也就是说进程不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据。写共享内存要加锁。常和信号量在一起使用。消息队列和管道读写数据都是要进入内核的。
示意图如下：
传递数据的示意图如下：
共享内存的数据结构及基本API：
shmget函数：
原型：int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg)
功能：用来创建共享内存
参数：
key：这个共享内存段的名字
size：共享内存的大小
shmflg：由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
返回值：
成功返回一个非负整数，即该共享内存段的标识码；失败返回-1
shmat函数：
原型：void* shmat(int shmid, const void* shmaddr, int shmflg)
功能：将共享内存段连接到进程地址空间
参数：
shmid：共享内存标识
shmaddr：指定连接的地址
shmflg：它的两个可能取值是SHM_RND和SHM_RDONLY
返回值：成功返回一个指针，指向共享内存第一个字节；失败返回-1
shmat函数（续）：
shmaddr为NULL，内核自动选择一个地址
shmaddr不为NULL且shmflg无SHM_RND标记，则以shmaddr为连续地址
shmaddr不为NULL且shmflg设置了SHM_RND标记，则连接的地址会自动向下调整为SHMLBA的整数倍。公式：shmaddr - (shmaddr % SHMLBA)
shmflg为SHM_RDONLY，表示连接操作用来只读共享内存
shmdt函数：
原型：int shmdt(const void* shmaddr)
功能：将共享内存段与当前进程脱离
参数：
shmaddr：由shmat所返回的指针
返回值：成功返回0，失败返回-1
注意：将共享内存与当前进程脱离不等于删除共享内存段
shmctl函数：
原型：int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf)
功能：用于控制共享内存
参数：
shmid：由shmget返回的共享内存标识码
cmd：将要采取的动作，有三个可取值
buf：指向一个保持着共享内存的模式状态和访问权限的数据结构
返回值：成功返回0，失败返回-1
cmd的三个可选值如下：
shmget示例程序如下：
#include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <sys/msg.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> typedef struct { char name[10]; int age; }Teacher; int main() { int ret = 0; ret = shmget(0x2222, sizeof(Teacher), 0666); if( -1 == ret ) { if(errno == ENOENT) { printf("check if shm exist "); } perror("shmget error"); exit(0); } printf("shmget success "); return 0; }
最后一个参数填写0666，相当于打开共享内存，不存在的话会报错，执行结果如下：
给最后一个参数加上创建属性，如下：
1 #include <sys/types.h> 2 #include <unistd.h> 3 #include <stdio.h> 4 #include <string.h> 5 #include <stdlib.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <sys/msg.h> 8 #include <sys/ipc.h> 9 #include <sys/shm.h> 10 11 typedef struct 12 { 13 char name[10]; 14 int age; 15 }Teacher; 16 17 int main() 18 { 19 int ret = 0; 20 21 ret = shmget(0x2222, sizeof(Teacher), 0666 | IPC_CREAT); 22 23 if( -1 == ret ) 24 { 25 if(errno == ENOENT) 26 { 27 printf("check if shm exist "); 28 } 29 30 perror("shmget error"); 31 exit(0); 32 } 33 34 printf("shmget success "); 35 36 return 0; 37 }
再次执行结果如下：
使用ipcs查看系统中的共享内存，如下：
可以看到最后一个key值为0x2222的共享内存。
shmat将数据写入共享内存，如下所示：
1 #include <sys/types.h> 2 #include <unistd.h> 3 #include <stdio.h> 4 #include <string.h> 5 #include <stdlib.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <sys/msg.h> 8 #include <sys/ipc.h> 9 #include <sys/shm.h> 10 11 typedef struct 12 { 13 char name[10]; 14 int age; 15 }Teacher; 16 17 int main() 18 { 19 int ret = 0; 20 21 ret = shmget(0x2222, sizeof(Teacher), 0666 | IPC_CREAT); 22 23 if( -1 == ret ) 24 { 25 if(errno == ENOENT) 26 { 27 printf("check if shm exist "); 28 } 29 30 perror("shmget error"); 31 exit(0); 32 } 33 34 Teacher t1 = {"zhang", 26}; 35 36 Teacher *t = shmat(ret, NULL, 0); 37 38 memcpy(t, &t1, sizeof(t1)); 39 pause(); 40 return 0; 41 }
执行结果如下：
可以看到执行完shmat之后，这块共享内存的引用变为了1，该进程停在pause处，当进程结束时，内核自动将这个共享内存的引用计数减1，但是并不删除这块共享内存。
当一个共享内存的引用计数大于等于2时，这时一个进程删除这块共享内存，则该共享内存的引用计数会减1，而其key值变成0，因为这个共享内存还被别的程序占用着呢。key值变成0之后，这时候再用原来的key值获取这块共享内存就不行了。这就是残缺的共享内存。当引用它的进程全退出后，这块共享内存才消失。
读取共享内存的函数如下：
1 #include <sys/types.h> 2 #include <unistd.h> 3 #include <stdio.h> 4 #include <string.h> 5 #include <stdlib.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <sys/msg.h> 8 #include <sys/ipc.h> 9 #include <sys/shm.h> 10 11 typedef struct 12 { 13 char name[10]; 14 int age; 15 }Teacher; 16 17 int main() 18 { 19 int ret = 0; 20 21 ret = shmget(0x2222, sizeof(Teacher), 0666 | IPC_CREAT); 22 23 if( -1 == ret ) 24 { 25 if(errno == ENOENT) 26 { 27 printf("check if shm exist "); 28 } 29 30 perror("shmget error"); 31 exit(0); 32 } 33 34 35 Teacher *t = shmat(ret, NULL, 0); 36 37 printf("teacher name : %s ", t->name); 38 printf("teacher age : %d ", t->age); 39 40 41 return 0; 42 }
我们只需要根据已知的key值，先获取这块共享内存，然后将共享内存映射到读进程的地址空间，然后就可以使用这块内存了，执行结果如下：
