共享内存(Shared Memory)是最快的进程间通信方式,因为它直接让多个进程访问同一块物理内存,无需数据拷贝。
我会用 C 语言 + System V 共享内存(shmget/shmat/shmdt/shmctl) 给你完整、可直接运行的实现方案,包含:
- 核心 API 讲解
- 写进程代码
- 读进程代码
- 运行与清理命令
一、共享内存核心 API
Linux 下共享内存标准接口:
c
运行
// 1. 创建/获取共享内存段
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
// 2. 挂载共享内存到进程地址空间
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
// 3. 卸载共享内存
int shmdt(const void *shmaddr);
// 4. 控制共享内存(删除、获取信息)
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
二、完整实现:两个进程通信
1. 写进程(shm_write.c)
创建共享内存 → 写入数据
c
运行
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
// 约定的 KEY 值,两个进程必须相同
#define SHM_KEY 0x1234
// 共享内存大小
#define SHM_SIZE 1024
int main() {
// 1. 创建共享内存
int shmid = shmget(SHM_KEY, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
if (shmid == -1) {
perror("shmget failed");
exit(1);
}
printf("创建共享内存成功,ID:%d\n", shmid);
// 2. 挂载到当前进程
char *shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (void *)-1) {
perror("shmat failed");
exit(1);
}
// 3. 写入数据
const char *msg = "Hello, 共享内存测试!";
strcpy(shmaddr, msg);
printf("写入数据:%s\n", msg);
// 4. 等待读进程读取
printf("按回车退出...\n");
getchar();
// 5. 卸载共享内存
shmdt(shmaddr);
return 0;
}
2. 读进程(shm_read.c)
获取共享内存 → 读取数据
c
运行
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <string.h>
#define SHM_KEY 0x1234
#define SHM_SIZE 1024
int main() {
// 1. 获取已创建的共享内存
int shmid = shmget(SHM_KEY, SHM_SIZE, 0666);
if (shmid == -1) {
perror("shmget failed");
exit(1);
}
printf("获取共享内存成功,ID:%d\n", shmid);
// 2. 挂载
char *shmaddr = (char *)shmat(shmid, NULL, 0);
if (shmaddr == (void *)-1) {
perror("shmat failed");
exit(1);
}
// 3. 读取并打印
printf("读取数据:%s\n", shmaddr);
// 4. 卸载
shmdt(shmaddr);
return 0;
}
三、编译与运行
1. 编译
bash
运行
gcc shm_write.c -o shm_write
gcc shm_read.c -o shm_read
2. 运行(必须先启动写进程)
终端 1:
bash
运行
./shm_write
终端 2:
bash
运行
./shm_read
你会看到:
- 写进程写入消息
- 读进程直接读取到同一块内存的数据
四、共享内存清理(重要)
共享内存随内核存在,进程退出不会自动删除!
查看共享内存
bash
运行
ipcs -m
删除指定共享内存
bash
运行
ipcrm -m [shmid]
一次性删除所有共享内存
bash
运行
ipcrm --all=shm
五、关键说明
- key 值
- 两个进程必须使用相同的 key 才能找到同一块共享内存
- 生命周期
- 内核持续管理,直到手动
ipcrm删除或重启系统
- 内核持续管理,直到手动
- 同步问题
- 共享内存不带同步机制,多进程同时读写会产生数据混乱
- 实际使用需要配合:信号量 / 互斥锁
总结
- 共享内存是最快的进程通信方式
- 四步标准流程:
shmget→shmat→ 读写 →shmdt - 必须手动用
ipcrm清理内存 - 多进程并发需要信号量同步