共享内存通信
共享内存是 Linux 下速度最快的进程间通信方式，核心思想是：在物理内存中开辟一块共享内存块，多个进程通过页表映射，将这块物理内存挂载到各自独立的虚拟地址空间中。进程直接读写虚拟地址，就等价于操作同一块物理内存，省去内核缓冲区拷贝，通信效率极高。
⚠️ 重要缺陷：共享内存没有自带同步互斥机制。多个进程同时读写共享区域会产生竞态问题，需要额外搭配信号量、互斥锁来控制访问时序。
创建时会使用的函数:
获取 shmid:shmget(key_t key(用户给的键值), int size(内存块大小), shmflag(IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666))
挂接: shmat(shmid, nullptr, 0);返回值为起始虚拟空间地址
解除挂接: shmdt(shmaddr(起始虚拟空间地址))
删除内存块: shmctl(_shmid, IPC_RMID, nullptr)
下面是小demo:
基本结构
#pragmaonce#include<iostream>#include<sys/ipc.h>#include<sys/shm.h>#include<sys/types.h>#include<cstdio>#include<unistd.h>#include<cstring>#definePATHNAME"/tmp"#defineproj_id066#defineSIZE128classshared_memory{public:shared_memory():_shmid(-1),_size(SIZE),_start_shmaddr(nullptr){}~shared_memory(){}private:int_shmid;//给用户使用的id,跟fd文件描述符类似功能都是供给用户使用int_size;//内存块大小void*_start_shmaddr;//映射到虚拟地址空间的共享区起始地址};创建内存块和获取:
ftok()函数是根据路径加用户给的随便的八进制数字组成的key(标识内存块的唯一值，跟inode的作用类似)
//创建共享内存块voidCreate(){_shmid=Get_shmid(IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);if(_shmid<0){std::cerr<<"file already exists"<<std::endl;exit(1);}std::cout<<"create success!!! shmid = "<<_shmid<<std::endl;}voidGet(){_shmid=Get_shmid(IPC_CREAT);}intGet_key(){key_t key=ftok(PATHNAME,proj_id);if(key<0){std::cerr<<"key already exists"<<std::endl;exit(1);}printf("key:%d\n",key);returnkey;}intGet_shmid(intshmflag){key_t key=Get_key();returnshmget(key,SIZE,shmflag);}挂接、解挂接和删除:
//挂接到进程中voidsh_attach(){_start_shmaddr=shmat(_shmid,nullptr,0);if(_start_shmaddr==(void*)(-1))exit(1);std::cout<<"进程挂接共享内存块成功!"<<std::endl;}//解除进程挂接voidsh_Dattach(){intn=shmdt(_start_shmaddr);}//删除内存块voidDelete(){intn=shmctl(_shmid,IPC_RMID,nullptr);}消息队列通信（了解即可）
消息队列是另一种进程间通信方式，通过在内核中维护一个消息链表，进程间以「消息」为单位传递数据。相比共享内存，它自带一定的同步机制，但传输效率较低，适合传递小数据量、需要顺序保证的场景。这里仅作了解，重点掌握共享内存即可。
信号量（了解即可）
信号量主要用于解决共享内存的同步互斥问题，本质是一个计数器，通过 P 操作（申请资源，计数器减一）和 V 操作（释放资源，计数器加一）来保护临界区。它与共享内存搭配使用，这里仅需了解其作用即可，不必深入实现细节。后面有更好的信号量来搭配共享内存
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