Linux下的进程间通信：共享存储

首先让我们复习一下信号量是如何作为一个同步机制工作的。一般的信号量也被叫做一个计数信号量，因为带有一个可以增加的值（通常初始化为 0）。考虑一家租用自行车的商店，在它的库存中有 100 辆自行车，还有一个供职员用于租赁的程序。每当一辆自行车被租出去，信号量就增加 1；当一辆自行车被还回来，信号量就减 1。在信号量的值为 100 之前都还可以进行租赁业务，但如果等于 100 时，就必须停止业务，直到至少有一辆自行车被还回来，从而信号量减为 99。

二元信号量是一个特例，它只有两个值：0 和 1。在这种情况下，信号量的表现为互斥量（一个互斥的构造）。下面的共享内存示例将把信号量用作互斥量。当信号量的值为 0 时，只有 memwriter 可以获取共享内存，在写操作完成后，这个进程将增加信号量的值，从而允许 memreader 来读取共享内存。

示例 3. memwriter 进程的源程序

/** Compilation: gcc -o memwriter memwriter.c -lrt -lpthread **/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <string.h>
#include "shmem.h"
 
void report_and_exit(const char* msg) {
  [perror][4](msg);
  [exit][5](-1);
}
 
int main() {
  int fd = shm_open(BackingFile,      /* name from smem.h */
            O_RDWR | O_CREAT, /* read/write, create if needed */
            AccessPerms);     /* access permissions (0644) */
  if (fd < 0) report_and_exit("Can't open shared mem segment...");
 
  ftruncate(fd, ByteSize); /* get the bytes */
 
  caddr_t memptr = mmap(NULL,       /* let system pick where to put segment */
            ByteSize,   /* how many bytes */
            PROT_READ | PROT_WRITE, /* access protections */
            MAP_SHARED, /* mapping visible to other processes */
            fd,         /* file descriptor */
            0);         /* offset: start at 1st byte */
  if ((caddr_t) -1  == memptr) report_and_exit("Can't get segment...");
 
  [fprintf][7](stderr, "shared mem address: %p [0..%d]n", memptr, ByteSize - 1);
  [fprintf][7](stderr, "backing file:       /dev/shm%sn", BackingFile );
 
  /* semahore code to lock the shared mem */
  sem_t* semptr = sem_open(SemaphoreName, /* name */
               O_CREAT,       /* create the semaphore */
               AccessPerms,   /* protection perms */
               0);            /* initial value */
  if (semptr == (void*) -1) report_and_exit("sem_open");
 
  [strcpy][8](memptr, MemContents); /* copy some ASCII bytes to the segment */
 
  /* increment the semaphore so that memreader can read */
  if (sem_post(semptr) < 0) report_and_exit("sem_post");
 
  sleep(12); /* give reader a chance */
 
  /* clean up */
  munmap(memptr, ByteSize); /* unmap the storage */
  close(fd);
  sem_close(semptr);
  shm_unlink(BackingFile); /* unlink from the backing file */
  return 0;
}

下面是 memwriter 和 memreader 程序如何通过共享内存来通信的一个总结：

• （编辑：南平站长网）

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