最快的進程間通信方式你get了么

　　前言：天下武功為快不破！在信息爆炸、快速發展的新時代...,扯遠了...。進程間通信方式有很多，但最快的方式你知道么？由我娓娓道來...

　　一、共享內存方式

　　主角閃亮登場了，噔噔瞪...，最快的方式就是共享內存了。實現共享內存的方式主要有兩種：

1. 存儲映射I/O　mmap函數實現
2. shmget函數

　　 感覺學兩個以上相同的知識時，就會學他們的區別，我也會避免不了進入俗套，也要簡單來說它們的區別：

　　

　注：此圖引自《unix環境高級編程》　

　　看到圖片中“主要區別”四個大字了么？別告訴我：你近視看不到，打死你個龜孫！開玩笑啦，哈哈哈！只希望在學習知識時，不要感覺太乏味哦。在下文介紹完兩種方式之后，你就會不明白它們的區別了。

　　二、mmap函數實現共享內存

　　1、存儲映射I/O

　　 先來畫個見圖來介紹一下實現原理，如下圖：　　PS：依舊是全博客園最丑圖，不接受反駁！！！

　　

　　mmap函數主要作用就是將磁盤文件映射到內存中，並返回這段內存的首地址，並可以將這塊內存來當做“數組”來處理。要對這個圖有一個模型（雖然是全博客園最丑圖），對接下來的講解有一定幫助。

　　2、mmap函數及相關函數

　　原型：void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);

　　返回：成功：返回創建的映射區首地址；失敗：MAP_FAILED宏，注意錯誤跟普通的不一樣！

　　參數說明：    

         addr:       建立映射區的首地址，由Linux內核指定。使用時，直接傳遞NULL

         length： 欲創建映射區的大小

         prot：      映射區權限PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE

         flags：     標志位參數(常用於設定更新物理區域、設置共享、創建匿名映射區)

                          MAP_SHARED:  會將映射區所做的操作反映到物理設備（磁盤）上。

                          MAP_PRIVATE: 映射區所做的修改不會反映到物理設備。

         fd：         用來建立映射區的文件描述符

         offset： 映射文件的偏移(4k的整數倍)

 　　3、munmap函數

　　原型：int munmap(void *addr, size_t length); 成功：0； 失敗：-1

　　功能：同malloc函數申請內存空間類似的，mmap建立的映射區在使用結束后也應調用類似free的函數來釋放。

　　4、父子進程用mmap示例程序

　　程序主要用共享內存進行通信，如下：

　　

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>

int var = 100;

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;

    int fd;
    fd = open("temp", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);
    if(fd < 0){
        perror("open error");
        exit(1);
    }
    unlink("temp");                //刪除臨時文件目錄項,使之具備被釋放條件.
    ftruncate(fd, 4);

    //p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
    p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if(p == MAP_FAILED){        //注意:不是p == NULL
        perror("mmap error");
        exit(1);
    }
    close(fd);                    //映射區建立完畢,即可關閉文件

    pid = fork();                //創建子進程
    if(pid == 0){
        *p = 2000;
        var = 1000;
        printf("child, *p = %d, var = %d\n", *p, var);
    } else {
        sleep(1);
        printf("parent, *p = %d, var = %d\n", *p, var);
        wait(NULL);

        int ret = munmap(p, 4);                //釋放映射區
        if (ret == -1) {
            perror("munmap error");
            exit(1);
        }
    }

    return 0;
}

 

 

 

　　三、匿名映射

　　1、說明

通過使用我們發現，使用映射區來完成文件讀寫操作十分方便，父子進程間通信也較容易。但缺陷是，每次創建映射區一定要依賴一個文件才能實現。通常為了建立映射區要open一個temp文件，創建好了再unlink、close掉，比較麻煩。 可以直接使用匿名映射來代替。其實Linux系統給我們提供了創建匿名映射區的方法，無需依賴一個文件即可創建映射區。同樣需要借助標志位參數flags來指定。

　　使用MAP_ANONYMOUS (或MAP_ANON)， 如:

　　int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);

   　 "4"隨意舉例，該位置表大小，可依實際需要填寫。

  　　需注意的是，MAP_ANONYMOUS和MAP_ANON這兩個宏是Linux操作系統特有的宏。在類Unix系統中如無該宏定義，可使用如下兩步來完成匿名映射區的建立。

　　① fd = open("/dev/zero", O_RDWR);

　　② p = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MMAP_SHARED, fd, 0);

　　2、用"/dev/sero"示例匿名映射

　　程序如下：

　　

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

int main(void)
{
    int *p;
    pid_t pid;
    
    int fd;
    fd = open("/dev/zero", O_RDWR);

    p = mmap(NULL, 400, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0);

    if(p == MAP_FAILED){        //注意:不是p == NULL
        perror("mmap error");
        exit(1);
    }

    pid = fork();                //創建子進程
    if(pid == 0){
        *p = 2000;
        printf("child, *p = %d\n", *p);
    } else {
        sleep(1);
        printf("parent, *p = %d\n", *p);
    }

    munmap(p, 4);                //釋放映射區

    return 0;
}

 

　　

　　總結：shmget函數會在另一篇博客介紹，歡迎評論交流