Linux 共享内存（Shared Memory）笔记
一、共享内存基础概念
- 核心作用：多进程间高效共享数据的方式，进程无需血缘关系，可访问同一块内存空间。
- 与全局变量的区别：多线程可直接共享进程地址空间，使用全局变量即可；但多进程地址空间相互独立，无法直接用全局变量共享数据，只能通过共享内存实现。
- 工作原理：进程将共享内存连接到自身地址空间中，修改共享内存数据后，其他进程读取的数据也会同步改变。
- 关键特性：无内置锁机制，多进程同时读写时需用信号量等方式同步。
二、共享内存操作核心函数
1. shmget：创建/获取共享内存
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
- 参数说明：
key：共享内存的键值（唯一标识，常用十六进制如 0x5005）。size：共享内存大小（字节为单位）。shmflg：访问权限+创建标志，如 0640 | IPC_CREAT（创建+读写权限）。
- 返回值：成功返回共享内存ID（
shmid），失败返回 -1。
2. shmat：连接共享内存到进程地址空间
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
- 参数说明：
shmid：shmget 返回的共享内存ID。shmaddr：指定连接地址，填 0 表示由系统自动分配。shmflg：标志位，填 0 表示读写模式。
- 返回值：成功返回共享内存起始地址，失败返回
(void *)-1。
3. shmdt：分离共享内存
int shmdt(const void *shmaddr);
- 作用：将共享内存从当前进程地址空间分离，不会删除共享内存本身。
- 参数：
shmat 返回的共享内存地址。
- 返回值：成功返回
0，失败返回 -1。
4. shmctl：操作共享内存（常用删除）
int shmctl(int shmid, int command, struct shmid_ds *buf);
- 参数说明：
shmid：共享内存ID。command：操作指令，常用 IPC_RMID（删除共享内存）。buf：控制信息结构地址，删除时填 0 即可。
- 返回值：成功返回
0，失败返回 -1。
三、共享内存操作命令
# 查看系统所有共享内存
ipcs -m# 删除指定共享内存（shmid为共享内存ID）
ipcrm -m <shmid>
四、完整示例代码
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
using namespace std;//只能用c++自带的，不能用stl
// 定义共享内存中存储的数据结构
struct stgirl {int no; // 编号char name[51]; // 姓名（注意：共享内存中不能使用string）
};int main(int argc, char *argv[]) {if (argc != 3) {cout << "Usage: ./shmget <no> <name>\n";return -1;}// 第一步：创建/获取共享内存int shmid = shmget(0x5005, sizeof(stgirl), 0640 | IPC_CREAT);if (shmid == -1) {cout << "shmget(0x5005) failed.\n";return -1;}cout << "shmid = " << shmid << endl;// 第二步：将共享内存连接到当前进程地址空间stgirl *ptr = (stgirl *)shmat(shmid, 0, 0);if (ptr == (void *)-1) {cout << "shmat() failed\n";return -1;}// 第三步：读写共享内存数据cout << "原值: no = " << ptr->no << ", name = " << ptr->name << endl;ptr->no = atoi(argv[1]); // 修改编号strcpy(ptr->name, argv[2]); // 修改姓名cout << "新值: no = " << ptr->no << ", name = " << ptr->name << endl;// 第四步：分离共享内存shmdt(ptr);// 第五步：删除共享内存（可选，根据需求决定是否保留）if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {cout << "shmctl failed\n";return -1;}return 0;
}
五、代码运行与测试
# 编译
g++ -o shmget shmget.cpp# 运行（写入数据）
./shmget 1001 "Alice"# 查看共享内存（运行前后对比）
ipcs -m# 再次运行（读取/修改数据）
./shmget 1002 "Bob"
六、注意事项
- 数据类型限制：共享内存中不能使用
string 等非POD类型，建议用数组或结构体存储数据。
- 同步问题：共享内存无锁，多进程读写时需用信号量、互斥锁等同步。
- 权限问题：root创建的共享内存，普通用户无法删除，需注意权限设置。
- 内存泄漏：进程退出前必须调用
shmdt 分离共享内存，否则会导致共享内存无法释放。
