進程間通訊---共享內存（mmap）

已經很晚了，但是今天對代碼的理解碰到點問題，就擱到如今，並且問題還沒解決，在吹牛以前先把問題擺出來吧

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char** argv)
{
  int fd;
  
  fd=open(argv[1],O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0777);
  lseek(fd,100,SEEK_SET);
  write(fd,"",1);
  close( fd );
  
  return 0;
}

這個函數的做用是建立一個大小爲100的文件

執行以下：

./test /home/nsl/myprogram/shmfile

運行此函數，結果獲得的文件還真的是大小爲100，但是不知道該如何理解，從程序上看不過是往99的位置處寫了個'\0'而已，但是我看有人說文件大小和文件內容徹底無關，在linux系統中由inode記錄文件長度和文件中的塊數，若是讀到最後一塊，說明文件結束

還請高手指點

我看了一下apue，對mmap的介紹不是很好理解，因此從網上找了點資料

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part5/index1.html

本人下面所寫的東西也是在理解這篇文章的東西上寫的，可是畢竟本身重寫一遍會好理解一些，因此不辭辛勞

爲何要用共享內存呢？爲何不直接把數據寫到一個文件裏，再從一個文件讀呢？

由於mmap和memcpy快啊，cpu時間大概是普通的read/write的一半（在linux中）

當要進行重複的數據傳輸操做時，用這個好

mmap

void* mmap(void* addr,size_t len,int prot,int flags,int fd,off_t offset)

addr:指定文件應被映射到進程空間的起始地址，通常被指定一個空指針，此時選擇起始地址的任務留給內核來完成

len:映射到調用進程地址空間的字節數，它從被映射文件開頭offset個字節開始算起

prot:指定共享內存的訪問權限，可取以下值: PROT_READ,PROT_WRITE,PROT_EXEC,PROT_NONE

flags:包括MAP_SHARED,MAP_PRIVATE,MAP_FIXED,其中MAP_SHARED,MAP_PRIVATE必選其一，而MAP_FIXED則不推薦使用

fd：即將映射到進程空間的文字描述子，通常由open()返回，同時fd能夠爲-1，表示匿名映射，用於親緣關係的進程之間

offset:通常設置爲0，表示從文件的開頭處開始映射

返回值：爲最後文件映射到進程空間的地址，進程可直接操做起始地址爲該值的有效地址

如需參考資料，請輸命令：man mmap

能夠看出來，文件mmap之後，磁盤文件就再也不是普通的文件，其實這個普通的文件描述字已經能夠關掉，對這個文件的訪問已經能夠像訪問普通內存同樣去訪問了，其實數據在沒有解除映射以前，這些數據也是不寫到磁盤文件中去的。

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

typedef struct
{
  char name;
  int    age;
}people;

int main(int argc, char** argv) // map a normal file as shared mem:
{
  int fd,i;
  people *p_map;
  char temp;
  
  fd=open(argv[1],O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,0777);
  //O_CREAT:沒有就建立的形式打開
  //O_RDWR:讀寫的方式打開
  //O_TRUNC:若是文件存在且以寫方式打開，則清空文件內容和文件長度
  printf( "sizeof(people) = %d\n",sizeof(people));
  lseek(fd,sizeof(people)*5-1,SEEK_SET);
  write(fd,"",1);
  p_map = (people*) mmap( NULL,sizeof(people)*10,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0 );
  close( fd );//映射完了以後磁盤文件就能夠關掉了
  temp = 'a';
   for(i=0; i<10; i++)
  {
        (*(p_map+i)).name = temp ;
    temp += 1;
    ( *(p_map+i) ).age = 20+i;
  }
  printf( " initialize over \n ");
  sleep(10);
  munmap( p_map, sizeof(people)*10 );
  printf( "umap ok \n" );
  
  return 0;
}

注意，mmap那一句其實獲得的實際的地址，而後對地址進行(people *)強制類型轉換，使得這個的p_map指針就像malloc過同樣，指向了一塊內存的起始地址

把這個編譯爲test1

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

typedef struct
{
  char name;
  int    age;
}people;

int main(int argc, char** argv)  
{
  int fd,i;
  people *p_map;

  fd=open( argv[1],O_CREAT|O_RDWR,0777 );
  p_map = (people*)mmap( NULL,sizeof(people)*10,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0);
   for(i = 0;i<10;i++)
  {
                printf( "name: %c age %d;\n",(*(p_map+i)).name, (*(p_map+i)).age );
  }
  munmap( p_map,sizeof(people)*10 );
  
  return 0;
}

把這個程序編譯爲test2

執行狀況：

./test1 /home/nsl/myprogram/shm_file & (轉入後臺運行)

./test2 /home/nsl/myprogram/shm_file

在test1還沒munmap以前：

name: a age 20;

name: b age 21;

name: c age 22;

name: d age 23;

name: e age 24;

name: f age 25;

name: g age 26;

name: h age 27;

name: i age 28;

name: j age 29;

在test1被munmap以後：

name: a age 20;

name: b age 21;

name: c age 22;

name: d age 23;

name: e age 24;

name:  age 0;

name:  age 0;

name:  age 0;

name:  age 0;

name:  age 0;

可見，在共享文件只有5個people那麼大的時候映射10個people沒有返回錯誤，應爲，映射文件時按頁的，也就說要映射的剩餘大小小於一頁的時候，通通分配一晚上，因此映射10個也沒有錯，而且進行的數據的操做也沒有返回錯誤，由於對地址的操做還在那一頁當中，若是超出頁，那就會出錯

當munmap時，那就把數據寫入到磁盤文件中去了，由於磁盤文件的大小隻有5個people，因此對共享內存數據進行了截斷，因此test2再去讀，就只有5個people的大小了

因此，映射的大小最好不要超過文件的大小

另外

頁的大小是多少，怎麼查看？不會，故寫了個程序

#include <unistd.h>
int main()
{
  int a = getpagesize();
  printf ( "%d\n",a); }

獲得的返回時4096，個人頁大小是4096字節