Linux中线程如何共享内存？——探析内存共享机制（linux线程共享内存）

Linux中线程共享内存具备非常灵活的机制和操作方法，它有三种基本方式可以实现：mmap（内存映射）、shmget（共享内存）和shmat（共享内存连接）。其中，执行进程的线程主要通过mmap（内存映射）和shmget（共享内存）方式共享内存，但是必须使用shmat（共享内存连接）来检测共享内存是否存在和访问共享内存中的数据。

1. 使用mmap（内存映射）来实现线程间共享内存

mmap() 函数允许将一个文件或者其它内存对象映射到进程的地址空间。通过 mmap 函数可以映射一块共享内存块，并将该内存块映射到当前进程的虚拟内存地址上，各个线程可通过具体的地址进行访问和共享。

代码示例：

//mmap.c
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
//结构体描述
struct STU{
 int id;
 char name[20];
}stu;

int main(){
 int fd_r;
 int fd_w;
 //只读打开文件映射操作
 fd_r = open("stu.txt", O_RDONLY);
 //只写打开文件映射操作
 fd_w = open("stu.txt", O_RDWR);
 int length = sizeof(stu);
 //是进程的虚拟内存空间映射一个文件或者是其他的内存区域
 struct STU *p = (struct STU*)mmap(NULL, length, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_w, 0);
 if(p == MAP_FAILED){
  perror("mmap error");
  exit(-1);
 }
 // 线程1读取STU结构体中的信息
 printf("id: %d\n", p->id);
 printf("name: %s\n", p->name);
 //线程2修改STU结构体中的信息
 p->id = 100;
 strcpy(p->name,"Lucy");
 // 映射取消
    munmap(p, length);
    close(fd_r);
 close(fd_w);
 return 0;
}

2. 使用shmget（共享内存）来实现线程间共享内存

shmget() 用于申请或者创建一块共享内存，可以指定内存大小，并将该共享内存分配到指定的内存地址，可以让其它进程使用此内存区域。

代码示例：

//shmget.c 
#include  
#include  
#include  
#include  
int main() 
{ 
    key_t key = ftok("fdoc",65);//生成共享内存的键值 
 
    // 共享内存的识别值 shmid 
    int shmid = shmget(key,1024,0666|IPC_CREAT); //shmget函数返回共享内存标志符 
  
    //将共享内存连接到当前进程的地址空间 
    char *str = (char*)shmat(shmid,(void*)0,0); 
  
    printf("Write Data : "); 
    //从键盘输入数据 
    gets(str); 
  
    //断开此段共享内存 
    shmdt(str); 
  
    //控制共享内存 
    shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); 
  
    return 0; 
}

3. 使用shmat（共享内存连接）来实现线程间共享内存

shmat() 用于将共享内存连接到当前进程的地址空间，所有的线程都可以使用共享内存进行数据交换，同时还可以实现线程间的数据同步。

代码示例：

//shmat.c
#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{
 int shmid;
 // 生成共享内存的key(键值)
 // ftok用来生成键值，它把一个文件名和一个数字转换成一个key_t类型键值
 key_t key = ftok("shmfile",65);
 
 // 获得共享内存，如果没有则创建一块；IPC_CREAT是在操作系统分配stu