共享内存是一种最为高效的进程间通信方式，进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。它是IPC对象的一种。为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，可以由需要访问的进程将其映射到自己的私有地址空间。进程就可以直接读写这一内存区而不需要进行数据的拷贝，从而大大提高的效率。共享内存允许两个进程访问同一块内存区域，
它们使用同一个 key 值标记
。可运用Linux的系统命令 ipcs -m 查看共享内存信息。
1.1共享内存的创建
函数原型如下：
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
其中：
key：一个非零整数，两个进程需保持一致，即两个进程之间通信的钥匙；
size： 申请的共享区的大小，单位是字节。需要是内存页大小的整数倍；
shmflg：同 open 函数的 mode 参数，设置文件访问权限，这里额外多出一个 IPC_CREAT 和 IPC_EXCL，可与 mode 进行或操作。IPC_CREAT 表示共享区不存在则创建，IPC_EXCL 和 IPC_CREAT 共同使用，表示共享区已存在则返回错误。如 0644 | IPC_CREAT
返回值： 返回共享区域的 id 值，用于唯一识别该区域。
1.2共享内存映射
函数原型如下：
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
其中：
shmid：创建时候返回的 id 值；
shmaddr：将共享内存映射到指定地址，可以为 NULL，此时系统将自动分配地址；
shmflg：同 shmget 函数中的参数，通常为 0；
返回值 ： 成功执行后，返回该地址的起始地址，失败返回 -1
1.3撤销映射
函数原型如下：
int shmdt(const void *shmaddr);
其中：
shmaddr ： shmat 函数返回的地址。
返回值 ： 成功返回 0，失败返回 -1，errno 将被设置为相应的值。
1.4删除共享内存
函数原型如下：
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
其中：
shmid ： 创建时候返回的 id 值；
cmd ： 控制命令；IPC_STAT 状态查询；IPC_SET 在权限允许下，将共享内存状态更新为 buf 中的数据；IPC_RMID 删除共享内存；
buf:：指向一个保存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，errno 将被设置为相应的值。
1.5缺陷
共享内存也并不完美，共享内存并未提供同步机制，也就是说，在一个服务进程结束对共享内存的写操作之前，并没有自动机制可以阻止另一个进程（客户进程）开始对它进行读取。这明显还达不到我们想要的，我们不单是在两进程间交互数据，还想实现多个进程对共享内存的同步访问，这也正是使用共享内存的窍门所在。基于此，我们通常会用平时常谈到和用到 信号量来实现对共享内存同步访问控制。
1.6共享内存样例代码
Write端：
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
void *shmaddr = NULL;
const char data[] = "Hello World\n";
int shmid;
key_t key = (key_t) 666;
long page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
int data_size = (strlen(data) + page_size - 1) & (~(page_size - 1));
printf("data size: %d, page size: %ld\n", data_size, page_size);
// 1. create shared memory
shmid = shmget(key, data_size, 0644 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1) {
perror("shmget failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 2. attach shared memory
shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (void *)-1) {
perror("shmat failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 3. write data to shared memory
memset(shmaddr, 0, data_size);
memcpy(shmaddr, &data, strlen(data));
// 4. detach shared memory
if (shmdt(shmaddr) == -1) {
perror("shmdt failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("write done !\n");
return 0;
}
Read端：
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
void *shmaddr = NULL;
const char data[] = "Hello World\n";
int shmid;
key_t key = (key_t) 666;
long page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
int data_size = (strlen(data) + page_size - 1) & (~(page_size - 1));
printf("data size: %d, page size: %ld\n", data_size, page_size);
// 1. create shared memory
shmid = shmget(key, data_size, 0644 | IPC_CREAT);
if (shmid == -1) {
perror("shmget failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 2. attach shared memory
shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (void *)-1) {
perror("shmat failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 3. read data to shared memory
printf("read form shead memory: %s\n", (char *)shmaddr);
// 4. detach shared memory
if (shmdt(shmaddr) == -1) {
perror("shmdt failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 5. delete shared memory
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {
perror("shmctl delete shared memory failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
return 0;
}