linux共享内存shm_open，mmap的正确使⽤
  在linux系统开发当中，时常需要在多个进程之间交换数据，在多个进程之间交换数据，有很多⽅法，但最⾼效的⽅法莫过于共享内存。
  linux共享内存是通过tmpfs这个⽂件系统来实现的，tmpfs⽂件系的⽬录为/dev/shm，/dev/shm是驻留在内存 RAM 当中的，因此读写速度与读写内存速度⼀样，/dev/shm的容量默认尺⼨为系统内存⼤⼩的⼀半⼤⼩，使⽤df -h命令可以看到。但实际上它并不会真正的占⽤这块内存，如果/dev/shm/下没有任何⽂件，它占⽤的内存实际上就是0字节，仅在使⽤shm_open⽂件时，/dev/shm才会真正占⽤内存。
在Linux系统使⽤共享内存，⼀般⽤到以下⼏个函数：
int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);
int shm_unlink(const char *name);
int ftruncate(int fd, off_t length);
int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);
功能说明：shm_open　⽤于创建或者打开共享内存⽂件。笔者认为shm_open 也许仅仅是系统函数open的⼀个包装，不同之处就是
shm_open操作的⽂件⼀定是位于tmpfs⽂件系统⾥的，常见的Linux发布版的tmpfs⽂件系统的存放⽬录就是/dev/shm。
返回值：成功返回fd>0，  失败返回fd<0
参数说明：
name：要打开或创建的共享内存⽂件名，由于shm_open　打开或操作的⽂件都是位于/dev/shm⽬录的，因此name不能带路径，例如：/var/myshare 这样的名称是错误的，⽽ myshare 是正确的，因为 myshare 不带任何路径。如果你⼀定要在name添加路径，那么，请在/dev/shm⽬录⾥创建⼀个⽬录，例如，如果你想创建⼀个  bill/myshare 的共享内存⽂件，那么请先在/dev/shm⽬录⾥创
建 bill这个⼦⽬录，由于不同⼚家发布的linux系统的tmpfs的位置也许不是/dev/shm，因此带路径的名称也许在别的环境下打开不成功。
oflag：打开的⽂件操作属性：O_CREAT、O_RDWR、O_EXCL的按位或运算组合
mode：⽂件共享模式，例如 0777
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void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
功能说明: 将打开的⽂件映射到内存，⼀般是将shm_open打开的⽂件映射到内存，当然也可以将硬盘上的⽤open函数打开的⽂件映射到内存。这个函数只是将⽂件映射到内存中，使得我们⽤操作内存指针的⽅式来操作⽂件数据。
参数说明：
addr：要将⽂件映射到的内存地址，⼀般应该传递NULL来由Linux内核指定。
length：要映射的⽂件数据长度。
prot：映射的内存区域的操作权限（保护属性），包括PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE
flags：标志位参数，包括：MAP_SHARED、MAP_PRIVATE与MAP_ANONYMOUS。
MAP_SHARED:  建⽴共享，⽤于进程间通信，如果没有这个标志，则别的进程即使能打开⽂件，也看不到数据。
MAP_PRIVATE: 只有进程⾃⼰⽤的内存区域
MAP_ANONYMOUS：匿名映射区
fd：  ⽤来建⽴映射区的⽂件描述符，⽤ shm_open打开或者open打开的⽂件。
offset：映射⽂件相对于⽂件头的偏移位置，应该按4096字节对齐。
返回值：成功返回映射的内存地址指针，可以⽤这个地址指针对映射的⽂件内容进⾏读写操作，读写⽂件数据如同操作内存⼀样；如果 失败则返回NULL。
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int munmap(void *addr, size_t length);
功能说明: 取消内存映射，addr是由mmap成功返回的地址，length是要取消的内存长度，munmap 只是将映射的内存从进程的地址空间撤销，如果不调⽤这个函数，则在进程终⽌前，该⽚区域将得不到释放。
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int shm_unlink(const char *name);
功能说明：删除/dev/shm⽬录的⽂件，shm_unlink 删除的⽂件是由shm_open函数创建于/dev/shm⽬录的。可以⽤系统函数unlink来达到同样的效果，⽤/dev/shm + name 组成完整的路径即可，但⼀般不要这么做，因为系统的tmpfs的位置也许不是/dev/shm。⽤shm_open　创建的⽂件，如果不调⽤此函数删除，会⼀直存在于/dev/shm⽬录⾥，直到操作系统重启或者调⽤linux命令rm来删除为⽌。
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int ftruncate(int fd, off_t length);
功能说明：重置⽂件⼤⼩。任何open打开的⽂件都可以⽤这个函数，不限于shm_open打开的⽂件。
好了，以下是共享内存操作的实践代码：
1.writer.c ，创建内存共享⽂件并写⼊数据。
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#define MMAP_DATA_SIZE 1024
#define USE_MMAP 1
int main(int argc,char * argv[])
{
char * data;
int fd = shm_open("shm-file0001", O_CREAT|O_RDWR, 0777);
if (fd < 0) {
printf("shm_open failed!\n");
return -1;
}
ftruncate(fd, MMAP_DATA_SIZE);
if (USE_MMAP) {
data = (char*)mmap(NULL, 1024, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);                if (!data) {
printf("mmap failed\n");
close(fd);
}
sprintf(data, "This is a share memory! %d\n", fd);
munmap(data, MMAP_DATA_SIZE);
}
else {
char buf[1024];
int len = sprintf(buf,"This is a share memory by write! ! %d\n",fd);
if (write(fd, buf, len) <= 0) {
printf("write file %d failed!%d\n",len,errno);
}
}
close(fd);
getchar();
shm_unlink("shm-file0001");
return 0;
}
编译：
g cc -o writer writer.c -lrt
2. reader.c 打开内存共享⽂件读数据
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#define MMAP_DATA_SIZE 1024
int main(int argc,char * argv[])
{
char * data;
int fd = shm_open("shm-file0001", O_RDWR, 0777);
if(fd < 0)
{
mmap格式怎么打开printf("error open shm object\n");
return -1;
}
data = (char*)mmap(NULL, MMAP_DATA_SIZE, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
if (!data) {
printf("mmap failed!\n");
close(fd);
return -1;
}
printf(data);
munmap(data,MMAP_DATA_SIZE);
close(fd);
getchar();
return 0;
}
编译：
g cc -o reader reader.c -lrt
如果写⼊程序调⽤了 shm_unlink("shm-file0001")；则读者程序将⽆法打开共享内存⽂件。
注意：笔者认为，共享内存 与 内存映射是两个概念，并不是⽤shm_open 打开的⽂件⼀定要⽤mmap来映射才能在进程间共享，⽤常规的Linux函数write写⼊数据以后，仍然能够共享。

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