System V 共享記憶體 實作範例與操作流程

操作流程五步驟

1. shmget()：建立或取得共享記憶體段，回傳 ID。
2. shmat()：將共享記憶體映射至當前進程位址空間，回傳指標。
3. 讀寫資料：直接透過指標存取結構化資料。
4. shmdt()：解除映射。
5. shmctl(IPC_RMID) 或指令 ipcrm 刪除共享記憶體段。

完整範例：兩進程透過共享記憶體交換結構體陣列

寫入端

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

typedef struct { char name[4]; int age; } people;

int main() {
    key_t key = ftok("/dev/shm/myshm2", 0);
    int shm_id = shmget(key, 4096, IPC_CREAT | 0666);
    people *p_map = (people*)shmat(shm_id, NULL, 0);

    char temp = 'a';
    for (int i=0; i<10; i++) {
        temp++;
        memcpy((p_map+i)->name, &temp, 1);
        (p_map+i)->age = 20 + i;
    }
    shmdt(p_map);
    return 0;
}

讀取端

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

typedef struct { char name[4]; int age; } people;

int main() {
    key_t key = ftok("/dev/shm/myshm2", 0);
    int shm_id = shmget(key, 4096, IPC_CREAT | 0666);
    people *p_map = (people*)shmat(shm_id, NULL, 0);

    for (int i=0; i<10; i++) {
        printf("name: %s  age: %d\n", (p_map+i)->name, (p_map+i)->age);
    }
    shmdt(p_map);
    return 0;
}

編譯執行

gcc -o write write.c
gcc -o read read.c
./write
./read

關鍵點補充

• ftok() 由路徑名與專案 ID 產生 key，雙方必須一致。
• 共享記憶體實際對應 /dev/shm/ 下的特殊檔案系統節點。
• 多進程並發讀寫時，務必加上訊號量或互斥鎖同步。
• 進程異常結束未 shmdt 時，核心會自動解除映射，但共享記憶體段仍存在，需手動或啟動腳本清理。