共享内存(一)

梨树阳光 — Thu, 06 Sep 2012 11:26:00 GMT

进程间通信方式包括了管道，消息队列，FIFO，共享内存，而共享内存是其中效率最高的。下图解释了其效率最高的原因(图片截取自《UNIX网络编程》)

我们可以看到上面的拷贝次数是4次，下面则是2次。
接下来我们看看使用，其实网上和书上都有了很多资料，API就是那么几个。
int shmget(key_t key,size_t size,int shmflag)。
key：可以指定IPC_PRIVATE,那么系统会为你创建一个key，并且返回一个id号。也可以通过ftok函数生成一个key（不了解ftok的童鞋可以动手man一下）。那么为什么要一个IPC既要一个key又有一个ID呢。这里我觉得是为了方便其他进程访问。进程A创建了一个共享内存，内核为其分配一个ID，这个时候进程B想要访问，他怎么获取这个ID(难道需要A把ID发送给B？？)。但是我们用一个key就很方便了。事先A,B进程都知道这个key，那么A创建了，B就可以通过事先知道key找到这块内存。
size：共享内存的大小。如果是获得一块内存，则该值应该为0。
shmflag:读写权限的组合，可以与IPC_CREAT和IPC_EXCL按位或。当指定一个key时，IPC_CREAT和IPC_EXCL配合使用可以在存在该key的共享内存时返回-1。
当该函数调用成功后，返回一个系统分配的共享内存，并且size大小的字节被初始化为0

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg)
有了一块共享内存后，进程需要映射该内存到进程的地址空间。这个函数就是作用。
shmid就是之前获得ID，shmaddr如果指定了，就会配合shmflg确定映射地址，不过一般都不这么干的。返回值就是获得的地址，你可以往里面写你或者读你需要的数据了。同时调用了该函数，系统会修改shmid_ds数据。

int shmdt(const void *shmaddr)
解除绑定关系，参数就是我们之前获取的那个返回地址。(其实我觉得这里参数如果为ID貌似更统一些吧)

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

这个函数主要做一些修改和查询。比如设置锁，解锁，移除一块共享内存。

简单介绍了API，还要说一下一些注意的东西
1.共享内存不会把数据写入磁盘文件中，这个区别于mmap
2.即使没有进程绑定在共享内存，共享内存也不会消失的。必须通过shmctl或者ipcrm删除(或者更暴力的方式关掉电脑)

另外我们可能会考虑，系统最多创建多少个共享内存，一个进程最多可以绑定多少个内存，一个共享内存创建的size最大最小值是多少。其实这些设置在/proc/sys/kernel下面，我们也可以自己写程序来读取。贴一段代码用来获取上面的信息

#define MAX_SHMIDS        8196

int main(int argc,char *argv[])
{
    int i,j;
    int shmid[MAX_SHMIDS] = {0};
    void *addr[MAX_SHMIDS] = {0};

    //测试可以创建多少个共享内存
    for ( i = 0;i < MAX_SHMIDS;++i )
    {
        shmid[i] = shmget(IPC_PRIVATE,1024,0666|IPC_CREAT);
        if ( shmid[i] == -1 )
        {
            printf("create shared memory failed,max create num[%d],%s\r\n",i,strerror(errno));
            break;
        }
    }

    for ( int j = 0;j < i;++j )
    {
        shmctl(shmid[j],IPC_RMID,NULL);
    }

    //测试每个进程可以attach的最大数
    for ( i = 0;i < MAX_SHMIDS;++i )
    {
        shmid[i] = shmget(IPC_PRIVATE,1024,0666|IPC_CREAT);
        if ( shmid[i] != -1 )
        {
            addr[i] = shmat(shmid[i],0,0);
            if ( addr[i] == (void *)-1 )
            {
                printf("process attach shared memory failed,max num[%d],%s\r\n",i,strerror(errno));
                shmctl(shmid[i],IPC_RMID,NULL);
                break;
            }
        }
        else
        {
            printf("max num of process attach shared memory is[%d]\r\n",i-1);
            break;
        }
    }

    for ( j = 0;j < i;++j )
    {
        shmdt(addr[j]);
        shmctl(shmid[j],IPC_RMID,NULL);
    }

    //测试一个共享内存创建最小的size
    size_t size = 0;
    for ( ;;size++ )
    {
        shmid[0] = shmget(IPC_PRIVATE,size,0666|IPC_CREAT);
        if ( shmid[0] != -1 )
        {
            printf("create shared memory succeed,min size[%d]\r\n",size);
            shmctl(shmid[0],IPC_RMID,NULL);
            break;
        }
    }

    //测试共享内存创建最大的size
    for ( size = 65536;;size += 1024 )
    {
        shmid[0] = shmget(IPC_PRIVATE,size,0666|IPC_CREAT);
        if ( shmid[0] == -1 )
        {
            printf("create shared memory failed,max size[%ld],%s\r\n",size,strerror(errno));
            break;
        }

        shmctl(shmid[0],IPC_RMID,NULL);
    }

    exit(0);
}

好了，下篇开始介绍如何控制读写。

梨树阳光 2012-09-06 19:26 发表评论

Linux下的静态库和动态库

梨树阳光 — Wed, 11 Jul 2012 07:15:00 GMT

1.制作自己的动态库和静态库

linux下动态库以.so结尾，静态库以.a结尾，它们都以lib开头，比如一个库名为net,那么它的全名应该是libnet.so或者libnet.a。

我们有两个文件，hello.c和test.c，下面是两个文件的内容

//hello.c

#include

void my_lib_func()

{

printf("Library routine called\r\n");

}

//test.c

#include

int main()

{

my_lib_func();

return 1;

}

test.c调用了hello.c的方法，我们把hello.c封装成库文件。无论是静态库还是动态库，都是由.o文件组成，我们先把gcc -c hello.c生成.o文件

制作静态库

ar crv libmyhello.a hello.o，ar是生成静态库的命令，libmyhello.a是我的静态库名。下一步就是在我的程序中使用静态库

可以看到已经有了Library routine called的结果，说明调用成功了。

下面我们删除libmyhello.a,看看程序是否还是运行正常

我们发现程序依然运行正常，说明静态库已经连接进入我们的程序中

制作动态库

我们看见动态库libmyhello.so已经生成，下面继续使用

找不到库文件，这个时候我们把so文件拷贝到/usr/lib下面

运行成功

2.动态库和静态库同时存在的调用规则

我们可以发现，不论是动态库还是静态库，程序编译连接的时候都是加的参数-l，那么当他们同时存在的时候，程序会选择动态库还是静态库呢。我们做个尝试。

我们同时存在libmyhello.a和libmyhello.so，我们发现运行的时候，出现找不到动态库的错误，由此，我们可以得出结论，同时存在动态库和静态库的时候，gcc会优先选择动态库

梨树阳光 2012-07-11 15:15 发表评论

C++博客-yg2362-随笔分类-Linux

共享内存(一)

Linux下的静态库和动态库