一、什么是共享内存
在多进程或多线程编程中，进程或线程间数据共享是必不可少的，而共享内存是其中一种实现方式。共享内存是指允许多个进程访问同一块物理内存区域的机制，这个物理内存区域被所有的进程所映射，进程间可以直接读写，因此在进程间共享数据的时候不需要进行数据的复制。
共享内存可以提高程序的执行效率，有效地缩短多进程或多线程通信的开销。它与其他通信机制相比，具有高效、快速、方便等优点。
具体实现时，需要对内存进行特殊的申请和管理，通常使用Unix/Linux提供的共享内存API来完成开发。下面将分别详细介绍共享内存的申请、读写和释放等操作。
二、共享内存的申请
共享内存通常需要以下几个步骤：
1、使用shmget函数获取共享内存的ID。
int key = 1234; /* 共享内存在系统中所拥有的唯一标识 */
int size = 1024; /* 共享内存的尺寸 */
int shm_id; /* 用于保存返回的共享内存ID */
if ((shm_id = shmget(key, size, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)) == -1) {
perror("shmget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
shmget函数根据key参数获取共享内存的ID，size参数指定共享内存的大小，IPC_CREAT和IPC_EXCL标志告诉系统要创建新的共享内存段，并且如果共享内存的ID已存在，则将创建失败。最后一个参数指定权限。
2、使用shmat函数将共享内存映射到进程的地址空间。
int *shm_addr; /* 指向共享内存区域的指针 */
if ((shm_addr = shmat(shm_id, NULL, 0)) == (int*)-1) {
perror("shmat");
exit(EXIT_FAILURE);
}
shmat函数将共享内存映射到当前进程的地址空间，返回共享内存首地址，如果返回-1，表示映射失败。
至此，共享内存已经被成功申请并映射到了进程的地址空间，下一步就可以进行读写了。
三、共享内存的读写
读写共享内存比较简单，它能像普通的内存一样被读写。读写时需要注意同步和互斥，以免多个进程同时访问同一块共享内存，导致数据不一致问题。
共享内存的读写代码示例：
/* 写共享内存 */ int data = 1234; *shm_addr = data; /* 读共享内存 */ int read_data = *shm_addr;
在进行读写共享内存的时候，可以使用信号量或者互斥锁进行同步操作，确保在进程访问共享内存时不会出现互相冲突。
四、共享内存的释放
共享内存使用完之后需要进行释放，否则共享内存会一直占用系统资源。共享内存的释放需要执行以下代码：
if (shmctl(shm_id, IPC_RMID, NULL) == -1) {
perror("shmctl");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (shmdt(shm_addr) == -1) {
perror("shmdt");
exit(EXIT_FAILURE);
}
shmctl函数将共享内存标记为待删除状态，当所有进程都将其脱离地址空间后，系统会自动删除该共享内存。而shmdt函数则是将共享内存与进程的地址空间分离，但不会删除共享内存。如果没有使用shmdt函数进行分离操作，在进程结束后共享内存仍然会一直存在。
在以上操作中，需要注意对共享内存的多次读写，需要使用信号量或者互斥锁进行同步，以免读写时数据出现冲突。另外，在使用共享内存时也需注意内存泄漏等风险问题。
原创文章，作者：BWWBG，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/332162.html
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