共享内存实验

共享内存是一种进程间通信的方式，它允许多个进程访问同一块物理内存。在共享内存中，多个进程可以通过读写同一块内存来实现数据的共享。

下面是一个简单的共享内存实验，包括创建和使用共享内存的过程。在 Linux 环境下，可以使用 System V IPC（Inter-Process Communication）机制来实现共享内存。

1. 创建共享内存

使用 `shmget` 函数创建一个共享内存段。该函数需要传入三个参数：共享内存键值、共享内存大小和标志。如果共享内存创建成功，函数将返回共享内存标识符。

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

#define SHM_SIZE 1024

int main() {
    int shmid;
    key_t key = 1234;

    shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if (shmid < 0) {
        perror("shmget");
        return -1;
    }

    printf("Shared memory segment created with ID %d\n", shmid);

    return 0;
}

2. 连接共享内存

使用 `shmat` 函数将共享内存附加到当前进程的地址空间。该函数需要传入两个参数：共享内存标识符和附加的地址。如果共享内存附加成功，函数将返回共享内存的起始地址。

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

#define SHM_SIZE 1024

int main() {
    int shmid;
    key_t key = 1234;
    char *shmaddr;

    shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if (shmid < 0) {
        perror("shmget");
        return -1;
    }

    shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shmaddr == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        return -1;
    }

    printf("Shared memory attached at address %p\n", shmaddr);

    return 0;
}

3. 写入共享内存

使用指针操作共享内存，将数据写入共享内存中。

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

#define SHM_SIZE 1024

int main() {
    int shmid;
    key_t key = 1234;
    char *shmaddr;
    char *message = "Hello, shared memory!";

    shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if (shmid < 0) {
        perror("shmget");
        return -1;
    }

    shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shmaddr == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        return -1;
    }

    memcpy(shmaddr, message, strlen(message) + 1);

    printf("Message written to shared memory: %s\n", shmaddr);

    return 0;
}

4. 读取共享内存

使用指针操作共享内存，将数据从共享内存中读取出来。

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

#define SHM_SIZE 1024

int main() {
    int shmid;
    key_t key = 1234;
    char *shmaddr;

    shmid = shmget(key, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if (shmid < 0) {
        perror("shmget");
        return -1;
    }

    shmaddr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if (shmaddr == (char *) -1) {
        perror("shmat");
        return -1;
    }

    printf("Message read from shared memory: %s\n", shmaddr);

    return 0;
}

这样，我们就完成了一个简单的共享内存实验。需要注意的是，共享内存需要进行进程同步和互斥，以避免数据访问冲突。在实际应用中，需要考虑更复杂的情况。