共享内存

注意：急着直接使用的直接到最后一个地方复制我封装的类，简单看一下前面的说明，直接用就行了

开始正文吧

首先用我自己的理解介绍共享内存是什么：共享内存就是在当前进程上连接或开辟一块内存空间。连接表示的意思是共享空间已经存在，被其它进程开辟过了，两个或多个进程都可以访问共享空间达到了进程间通信的目的

我们在linux下可以使用：
ipcs -m 查看当前系统的共享内存
ipcrm -m shmid(ipcs -m 查看) 删除共享内存

创建共享内存

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

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

参数：
key =》最好写成16进制（0x …），取IPC_PRIVATE（也是0）表示新开只属于本进程的一块共享内存
size =》想要的共享内存大小，单位字节
shmflg =》此处设置权限和操作命令，权限建议0640，操作指令见下
IPC_CREAT 对照 key值，如果共享内存不存在，则创建一个共享内存，否则打开操作。
IPC_EXCL 只有在共享内存不存在的时候，新的共享内存才建立，否则错误。

返回：成功返回 shmid（共享内存标志符）失败 -1

示例：

int shmid = shmget((key_t)0x5005, 1024, 0640|IPC_CREAT);

0640 表示是八进制数，这是内存权限

共享内存连接到当前进程的地址空间

#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>

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

参数：
shm_id =》 shmget函数返回的共享内存标识。
shm_addr指定共享内存连接到当前进程中的地址位置，通常为0，表示让系统来选择共享内存的地址。
shm_flg是一组标志位，通常为0。

返回：成功时返回一个指向共享内存第一个字节的指针（注意是void指针）失败返回-1

示例

char *ptext = (char *)shmat(shmid, 0, 0);

将共享内存从当前进程中分离

#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>

int shmdt(const void *shmaddr);

参数：shmaddr =》 shmat函数返回的地址。

返回：成功返回0，失败返回-1。

示例

char *ptext = (char *)shmat(shmid, 0, 0); // 连接共享内存
shmdt(ptext); // 分离共享内存

删除共享内存

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

参数：
shm_id =》shmget函数返回的共享内存标识符。
cmd 填IPC_RMID。
buf 填0即可

返回：成功 0，失败 -1

此函数不只有删除功能
参数 cmd 选择功能：
IPC_STAT：得到共享内存的状态，把共享内存的shmid_ds结构复制到 buf 中 结构体见下 （注意buf别填0了）
IPC_SET：改变共享内存的状态，把buf所指的shmid_ds结构中的uid、gid、mode复制到共享内存的shmid_ds结构内 （注意buf别填0了）
IPC_RMID：删除这片共享内存 （因为buf没用，可以填0）

/* Data structure describing a shared memory segment.  */
struct shmid_ds
  {
    struct ipc_perm shm_perm;		/* operation permission struct */
#if !__SHM_SEGSZ_AFTER_TIME
    size_t shm_segsz;			/* size of segment in bytes */
#endif
    __SHM_PAD_TIME (shm_atime, 1);	/* time of last shmat() */
    __SHM_PAD_TIME (shm_dtime, 2);	/* time of last shmdt() */
    __SHM_PAD_TIME (shm_ctime, 3);	/* time of last change by shmctl() */
#if __SHM_PAD_BETWEEN_TIME_AND_SEGSZ
    unsigned long int __glibc_reserved4;
#endif
#if __SHM_SEGSZ_AFTER_TIME
    size_t shm_segsz;			/* size of segment in bytes */
#endif
    __pid_t shm_cpid;			/* pid of creator */
    __pid_t shm_lpid;			/* pid of last shmop */
    shmatt_t shm_nattch;		/* number of current attaches */
    __syscall_ulong_t __glibc_reserved5;
    __syscall_ulong_t __glibc_reserved6;
  };

示例

shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);

好了，看了这么啰嗦的东西大家一定感觉很难用啊，有些东西譬如“shmctl”函数里面除了删除其它功能我基本不可能用得到啊

这里我封装了一个类，方便大家使用共享内存

/**
 * @file share_mem.hpp
 * @author csu-lf (csu.lifeng@qq.com)
 * @brief 封装共享内存基本操作
 * @version 0.1
 * @date 2021-07-04
 * 
 * @copyright Copyright (c) 2021
 * 
 */

#ifndef _SHMEM
#define _SHMEM 1


#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

class CShmem
{
    private:
    int _shmid; // 共享内存id
    key_t _key; // 共享内存键值
    size_t _size; // 共享内存大小
    int _authority; // 共享内存权限
    void *p; // 指向共享内存第一个地址的指针

    bool Init()
    {
        // 创建共享内存
        _shmid = shmget(_key, _size, _authority|IPC_CREAT);
        if(_shmid == -1) // 创建失败
        {
            perror("共享内存创建失败:");
            p = NULL;
            return false;
        }
        // 连接共享内存到当前进程地址空间
        p = shmat(_shmid, 0, 0);
        if(p == (void *) -1) // 连接失败
        {
            perror("共享内存连接到当前进程地址空间失败:");
            p = NULL;
            return false;
        }

        return true;
    }


    public:
    /**
     * @brief 创建一块共享内存，默认1k大小，如果有相同_key共享内存已创建则返回它，创建失败共享内存指针为 NULL
     * 
     * @param key 共享内存键值，默认 0x5005，请使用十六进制
     * @param size 共享内存大小，字节
     * @param authority 共享内存权限，默认0640，请使用八进制
     */
    CShmem(key_t key = 0x5005, size_t size = 1024, int authority = 0640) // 默认创建 1k 大小共享内存
    {
        _key = key;
        _size = size;
        _authority = authority;
        Init();
    }

    int Shmid()
    {
        return _shmid;
    }

    size_t Size()
    {
        return _size;
    }

    int Authority()
    {
        return _authority;
    }

    /**
     * @brief 返回共享内存首地址指针
     * 
     * @return void* 共享内存首地址指针
     */
    void* Ptr()
    {
        return p;
    }

    /**
     * @brief 擦除共享内存内容
     * 
     * @return void* 
     */
    void* Erase()
    {
        return memset(p, 0, _size);
    }


    /**
     * @brief 把共享内存从当前进程分离
     * 
     * @return true 分离成功
     * @return false 分离失败
     */
    bool Depart()
    {
        if (shmdt(p) == -1) // 分离共享内存
        {
            return false;
        }
        else return true;
    }

    /**
     * @brief 删除共享内存
     * 
     * @return true 删除成功
     * @return false 删除失败
     */
    bool Destory()
    {
        if (shmctl(_shmid, IPC_RMID, 0) == -1) // 删除共享内存
        {
            return false;
        }
        else return true;
    }

};

#endif