systemV的工作原理+原理代码

概念

我们知道进程间的通信有管道的方式进程通信管道制作_云的小站的博客-CSDN博客

但是我们的管道通信其实属于一种取巧的方式，利用了打开的文件可读写的特性上，两个进程对此分别进行读写操作就会产生所谓的通信现象，但是外面的管道依旧得再磁盘上创建一个文件，然后文件打开加载在内存上才可以使用，那么有什么方法可以直接加载在内存，而无需对磁盘操作呢？

---------利用systemV共享内存通信

利用系统函数shmget在内存中开辟一块空间用于进程通信的交互点。因为两个进程之间不可以直接通信，所以需要加一个中间层。

学计算机，当两个东西不通的时候，我们最经常干的事情就是加一个中间层，既保护了独立性，又处理了我们需要完成的事情

工具

shmget（创建共享内存）

shmid_t shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

 返回值：

失败返回-1，成功返回一个shmid唯一的共享内存标识符。

key：

唯一值，两个进程需要同一个key值才可以访问到同一共享内存空间。

size：

设置共享内存大小

shmflg

共享内存创建选项，IPC_CREAT | IPC_EXCL|0666 

IPC_CREAT:如果内存存在key标识符的共享内存直接使用，如果不存在就创建

IPC_EXCL:如果内存存在key标识符的共享内存直接失败退出。

0666：共享内存的使用权限。

shmctl（操作共享内存）

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

返回值：

如果操作成功返回0，操作失败返回-1；

shmid：

对该shmid的共享内存进行操作；

cmd：

对共享内存的操作选项，一般我们删除共享内存用的使用：IPC_RMID

buf：

获取该共享内存的数据结构地址。（共享内存也需要被描述组织）。

shmat（进程的挂接操作）

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

返回值：

成功返回共享内存的地址，失败返回-1，并设置errno错误原因。

shmid：

挂接在shmid标识符的共享内存上。

shmaddr：

理论上可以自己设置将共享内存挂接在自己指定的位置，但是不建议。所以一般设置为nullptr，

shmflg

设置访问方式只读、只写等等。设置为0，读写操作。

shmdt（进程的拆除操作）

int shmdt(const void *shmaddr);

返回值：

成功拆除返回0，失败返回-1；

shmaddr：

将进程地址空间shmaddr的共享内存，进行拆除。

ftok（生成一个key值为shmget服务）

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

返回值：

返回有个随机数字。

pathname：

传一个文件路径，使用文件的inode值，对了文件必须要有访问权限。

proj_id:

项目id，0~255，其实可以随便写，会截断。

ps：ftok不进行系统调用，他只是一个算法

代码

来来来，工具说完了直接上代码：

头文件

日志+需要的接口

日志

  1 #ifndef _LOG_H_
  2 #define _LOG_H_
  3 #include 
  4 #include 
  5 
  6 #define Debug 0
  7 #define Notice 1
  8 #define Warning 2
  9 #define Error 3
 10 
 11 std::string mgs[] = {
 12     "Debug",
 13     "Notice",
 14     "Warning",
 15     "Error"};
 16 
 17 std::ostream &Log(std::string message, int level)
 18 {
 19     std::cout << " | " << (unsigned)time(nullptr)
 20     << " | " << mgs[level] << " | "<
 21     return std::cout;                                                                                                           
 22 }
 23 
 24 #endif
~

所需头文件

 1 #pragma once                                                                                                                    
  2 #include
  3 #include
  4 #include
  5 #include
  6 #include
  7 #include"Log.hpp"
  8 #include
  9 #include
 10 using namespace std;
 11 #define SIZE 4096
 12 #define PATH_NAME "."
 13 #define PROJ_ID 0x66
 14 
 15 
 16 string TransToHex(key_t k)
 17 {
 18     char buffer[32];
 19     snprintf(buffer,sizeof(buffer),"0x%x",k);
 20     return buffer;
 21 }

接收方代码

#include"comm.hpp"
  2 
  3 int main()
  4 {
  5     // 1.创建公共key
  6     key_t k=ftok(PATH_NAME,PROJ_ID);
  7     assert(k!=-1);
  8     Log("create key done",Debug)<<" sgmrevice key: "<< TransToHex(k)<
  9     sleep(10);
 10     //2.创建共享内存
 11 
 12     int shmid = shmget(k,SIZE,IPC_CREAT | IPC_EXCL|0666 );
 13     if(shmid==-1)
 14     {
 15         perror("shmger fail!!\n");
 16         exit(-1);
 17     }
 18 
 19     Log("create shm done",Debug)<<" sgmrevice shmid: "<
 20 
 21 
 22     sleep(10);
 23     //挂接内存
 24     char*shmaddr=(char*)shmat(shmid,nullptr,0);
 25     if(*shmaddr==-1)
 26     {
 27         perror("shmat fail!\n");
 28     }
 29     Log("shmat shm seccese",Debug)<<" sgmrevice shmid: "<
 30     sleep(10);
 31 
 32     //工作
 33 
 34     //拆除链接
 35     int n=shmdt(shmaddr);                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           
 36     assert(n!=-1);
 37     (void)n;
 38     Log("shmdt shm done",Debug)<<" sgmrevice shmid: "<
 39 
 40     sleep(10);
 41     // n.删除共享内存
 42     n=shmctl(shmid,IPC_RMID,nullptr);
 43     assert(n!=-1);
 44     (void)n;
 45     Log("delete shm done",Debug)<<" sgmrevice shmid: "<
 46 
 47     return 0;
 48 }
~

发送方代码

 1 #include"comm.hpp"                                                                                                                                                                                                               
  2 int main()
  3 {         
  4   //获取k值
  5   key_t k=ftok(PATH_NAME,PROJ_ID);
  6   assert(k!=-1);                  
  7   (void)k;                        
  8   Log("create key done  郑建云",Debug)<<"key:"<<TransToHex(k)<
  9   sleep(10);                                                        
 10   //创建共享内存                                                    
 11   //由于在receive已经创建共享内存，所以我们主要是找到内存挂接
 12   //IPC_CREAT==0                                             
 13   int shmid = shmget(k,SIZE,IPC_CREAT);                      
 14   if(!shmid)                           
 15   {                                    
 16     perror("shmget fail!!\n");
 17     exit(-1);                 
 18   }                           
 19              
 20   Log("create shm domw",Debug)<<" shmid: "<
 21   int cnt=10;                                           
 22   while(cnt)                                            
 23   {          
 24     printf("time:%d\r",cnt--);
 25     sleep(1);                 
 26     fflush(stdout);           
 27   }                
 28   printf("\n");    
 29   //挂接,shmaddr,不要自己写，避免把其他数据覆盖
 30   char*shmaddr=(char*)shmat(shmid,nullptr,0);  
 31   if(shmaddr==nullptr)                         
 32   {                                          
 33     perror("shmat fail\n");
 34     exit(-1);              
 35   }                        
 36   Log("shmat sueecss done",Debug)<<"shmid: "<
 37   sleep(10);                                              
 38                                                           
 39   //工作    
 40         
 41   //拆除共享内存                                                                                                            
 42   int n=shmdt(shmaddr);                                                                                                     
 43   printf("n=%d\n",n);                                                                                                       
 44   assert(n==0);                                                                                                             
 45   (void)n;                                                                                                                  
 46   Log("shmdt success done",Debug)<<" shmid "<
 47   printf("%p\n",shmaddr);                                                                                                   
 48   return 0;                                                                                                                 
 49 }                                          

执行顺序必须先执行接收代码，因为接收代码必须先创建好共享内存，然后发送方才可以链接。

否者，发送方先建立了，在执行中接收方将检查出内存中已经存在该key的共享内存，直接报错，返回一个-1到shmid。