Linux进程间通信（IPC）详解：共享内存实现高效通信

Linux进程间通信（IPC）详解：共享内存实现高效通信

从原理到实战，小白也能掌握的共享内存编程指南

在多进程编程中，Linux进程间通信（IPC）是必备技能。本文将深入讲解IPC机制中的共享内存，通过理论和共享内存示例，帮助读者彻底掌握这一高效通信方式。

1. 什么是共享内存？

共享内存允许两个或多个进程共享同一块物理内存区域。它是Linux进程间通信中速度最快的方式，因为数据无需在内核和用户空间之间复制。但这也带来同步问题，通常需要配合信号量等IPC机制使用。

2. 核心API详解

Linux提供了一组System V共享内存函数：

• shmget()：创建或获取共享内存标识符。
• shmat()：将共享内存附加到进程地址空间。
• shmdt()：分离共享内存。
• shmctl()：控制共享内存（删除、获取状态等）。

3. 实战：一个完整的共享内存示例

下面通过两个程序演示：writer.c 写入数据，reader.c 读取数据。注意为了简化，未加入同步机制，实际使用时需配合信号量。

writer.c

#include #include #include #include #include #include #define SHM_SIZE 1024  // 共享内存大小int main() {    key_t key = ftok("shmfile", 65); // 生成唯一键    int shmid = shmget(key, SHM_SIZE, 0666|IPC_CREAT); // 创建共享内存    char str = (char) shmat(shmid, (void*)0, 0); // 附加    printf("写进程：向共享内存写入数据...");    strcpy(str, "Hello from writer!");    printf("写入完成：%s", str);    shmdt(str); // 分离    return 0;}

reader.c

#include #include #include #include #define SHM_SIZE 1024int main() {    key_t key = ftok("shmfile", 65);    int shmid = shmget(key, SHM_SIZE, 0666); // 获取共享内存    char str = (char) shmat(shmid, (void*)0, 0); // 附加    printf("读进程：从共享内存读取数据...");    printf("读取到的内容：%s", str);    shmdt(str); // 分离    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存    return 0;}

4. 编译与运行

分别编译两个程序，先运行writer，再运行reader：

$ gcc writer.c -o writer$ gcc reader.c -o reader$ ./writer写进程：向共享内存写入数据...写入完成：Hello from writer!$ ./reader读进程：从共享内存读取数据...读取到的内容：Hello from writer!

5. 注意事项

共享内存本身不提供同步，当多个进程同时读写时可能造成数据混乱。实际开发中常结合信号量或互斥锁来保证数据一致性。此外，记得用shmctl()删除共享内存，避免资源泄漏。

总结

本文介绍了Linux进程间通信中的共享内存，通过详细的API解释和共享内存示例，展示了其用法。共享内存作为高效的IPC机制，在需要高速数据交换的场景中非常实用。希望读者能动手实践，进一步加深理解。

本文关键词：Linux进程间通信、共享内存、IPC机制、共享内存示例