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C++共享内存——实现跨进程数据通信

2023-07-11 11:12:17 深夜i -- --

C++ 共享内存跨进程数据通信实现

C++共享内存是一种实现跨进程数据通信的方法。本文将介绍C++共享内存的基本概念，以及如何使用它来实现进程间的数据共享和通信。

C++共享内存是操作系统提供的一种机制，它允许多个进程共享同一块内存区域。在这个内存区域中，每个进程都可以读取和写入数据。这种机制通常用于实现并发程序中的数据共享和通信。例如，在多线程程序中，各个线程可以通过共享内存来实现数据共享和同步。在多进程程序中，各个进程可以通过共享内存来实现数据共享和通信。

C++共享内存的实现方式通常有两种：一种是使用操作系统提供的共享内存函数实现；另一种是使用第三方库实现。在本文中，我们将介绍如何使用操作系统提供的共享内存函数实现。

在C++中，要使用共享内存，需要先创建一个共享内存区域。这可以通过调用操作系统提供的共享内存函数来实现。例如，在Linux系统中，可以使用shmget函数来创建一个共享内存区域，如下所示：


int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);

在调用shmget函数时，需要传入三个参数。第一个参数是共享内存关键字，它用于标识共享内存区域。第二个参数是共享内存区域的大小，以字节为单位。第三个参数是标志位，它指定共享内存的访问权限和行为。

创建了共享内存区域之后，就可以将其映射到进程的地址空间中，使进程可以读取和写入共享内存中的数据。在Linux系统中，可以使用shmat函数将共享内存映射到进程的地址空间中，如下所示：


void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);

在调用shmat函数时，需要传入三个参数。第一个参数是共享内存区域的标识符，它是通过调用shmget函数获得的。第二个参数是指定映射的地址空间，通常指定为NULL，表示由操作系统选择一个合适的地址。第三个参数是标志位，它指定映射到进程地址空间中的共享内存的访问权限和行为。

使用共享内存进行进程间通信的一个例子是，一个进程用共享内存写入一些数据，另一个进程从共享内存中读取这些数据。例如，一个进程写入一个字符串到共享内存中，代码如下所示：


char *str = "Hello, world!";
int shmid = shmget(1234, sizeof(char) * (strlen(str) + 1), IPC_CREAT | 0666);
char *shm = (char*)shmat(shmid, NULL, 0);
strcpy(shm, str);

在上面的代码中，我们首先定义一个字符串，然后调用shmget函数创建共享内存区域。我们指定共享内存关键字为1234，共享内存大小为字符串长度加上一个字节（用于存放字符串结束符），标志位指定为IPC_CREAT | 0666，表示创建共享内存区域且授予读写权限。接着，我们调用shmat函数将共享内存映射到进程地址空间中，并将字符串复制到共享内存中。

另一个进程可以从共享内存中读取这个字符串，代码如下所示：


int shmid = shmget(1234, 0, 0);
char *shm = (char*)shmat(shmid, NULL, 0);
printf("%s\n", shm);

在上面的代码中，我们首先调用shmget函数打开共享内存区域，并获得共享内存标识符。我们指定共享内存关键字为1234，大小为0，标志位为0。接着，我们调用shmat函数将共享内存映射到进程地址空间中，并将共享内存中的字符串打印出来。

以上就是使用C++共享内存实现跨进程数据通信的基本方法。在实际开发中，还可以使用互斥锁、信号量等机制来管理共享内存的并发访问，以保证数据的正确性。

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