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共享内存简介和mmap 函数

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共享内存简介和mmap函数的完整攻略

共享内存是一种进程间通信的方式，它允许多个进程访问同一块内存区域。mmap函数是一种常用的共享内存实现方式，本文将为您提供共享内存简介和mmap函数的完整攻略，包括共享内存的概念、mmap函数的使用和两个示例。

共享内存简介

共享内存是一种进程间通信的方式，它允许多个进程访问同一块内存区域。共享内存通常用于需要高效数据传输的场景，例如多个进程需要共享大量数据或频繁地进行数据交换。

共享内存的实现方式有很多种，其中一种常用的方式是使用mmap函数。

mmap函数的使用

mmap函数是一种常用的共享内存实现方式，它可以一个文件或设备映射到进程的地址空间中，从而实现多个进程对同一块内存区域的访问。

以下是使用mmap函数创建共享内存的步骤：

  1. 打开文件或设备。
int fd = open("file.txt", O_RDWR);
  1. 使用mmap函数将文件或设备映射到进程的地址空间中。
void *addr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

其中，size是映射区域的大小，PROT_READ | PROT_WRITE表示映射区域读可写，MAP_SHARED表示映射区域是共享的。

  1. 使用映射区域进行读写操作。
char *data =char *)addr;
data[0] = 'a';
  1. 使用munmap函数释放映射区域。
munmap(addr, size);

示例1：使用mmap函数实现进程间通信

以下是使用mmap函数实现进程间通信的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

int main()
{
    int fd = open("file.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    size_t size = sizeof(int);
    void *addr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED)
    {
        perror("mmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    int *data = (int *)addr;
    *data = 123;

    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1)
    {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    else if (pid == 0)
    {
        printf("child process: %d\n", *data);
        *data = 456;
        printf("child process: %d\n", *data);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    else
    {
        sleep(1);
        printf("parent process: %d\n", *data);
        munmap(addr, size);
        close(fd);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
}

在上面的示例中，我们使用mmap函数将一个文件映射到进程的地址空间中，并在父进程和子进程中对映射区域进行读写操作。

示例2：使用mmap函数实现共享内存缓冲区

以下是使用mmap函数实现共享内存缓冲区的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

#define BUFFER_SIZE 1024

int main()
{
    int fd = open("file.txt", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    size_t size = BUFFER_SIZE;
    void *addr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED)
    {
        perror("mmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    char *buffer = (char *)addr;

    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1)
    {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    else if (pid == 0)
    {
        printf("child process: %s\n", buffer);
        sprintf(buffer, "Hello, parent process!");
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    else
    {
        sleep(1);
        printf("parent process: %s\n", buffer);
        munmap(addr, size);
        close(fd);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
}

在上面的示例中，我们使用mmap函数将一个文件映射到进程的地址空间中，并在父进程和子进程中使用映射区域作为共享内存缓冲区进行数据交换。

以上是共享内存简介和mmap函数的完整攻略，包括共享内存的概念、mmap函数的使用和两个示例。

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