共享内存相关知识点
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一、把共享内存中的数据读出来后，共享内存中还有这个数据吗？
二、同一时间只允许一个进程访问共享内存吗？
三、pthread_mutex_destroy和 munmap函数的使用介绍
1. pthread_mutex_destroy
2. munmap
一、把共享内存中的数据读出来后，共享内存中还有这个数据吗？
共享内存是什么？他是一种进程间的通信方法，允许多个进程访问同一块区域。当一个进程将数据写入共享内存后，其他进程可以读取这些数据。需要特别注意的是，共享内存中的内容不会因为读取而被删除或改变。
原理解析：
1、数据存储
当一个进程将数据写入共享内存------>数据存储子啊共享内存区域中------->直至被显示修改或释放。
2、读取数据：
另一个进程读取共享内存数据------>只是读取存储在那里的值，并不会影响原有数据----->内存中仍保留元数据，其他进程仍可以访问。
3、修改数据：
如某个进程------>对共享内存中数据进行写操作（例如，更新或覆盖数据）--->共享内存中实质数据被修改。
实际上，只有在数据在被合法修改或共享内存被删除（例如，调用shmctl函数）时，数据才会消失。
例子：
假设有两个进程 Process A 和 Process B，并且它们都使用同一块共享内存来读取和写入数据。
- Process A 写入数据到共享内存。
- Process B 读取共享内存中的数据。
在这个过程中：
- 数据读取：
Process B读取数据后，共享内存中的数据依然存在。 - 数据修改：如果
Process A之后在共享内存中修改了数据，Process B读取时将会看到更新后的数据。
注意事项
- 同步：由于多个进程可以同时访问共享内存---------->因此在访问共享内存时需要注意同步问题，以避免数据竞争------->通常通过信号量、互斥锁等机制实现。
- 内存管理：共享内存通常在不需要时------->通过特定的系统调用（如shmdt何shmctl）来卸载和释放，以防止内存泄漏。
简言之，读共享内存中的数据并不会改变或删除者共享内存中的数据，直到明确的写操作或释放这个共享内存。
那我们来解决一下进程竞争
二、同一时间只允许一个进程访问共享内存吗？
在使用共享内存进行进程间通信时，确实需要考虑到多个进程可能会同时访问同一块共享内存的问题。为了确保数据的一致性和完整性，通常需要使用同步机制来控制对共享内存的访问。以下是一些关键点：
1、同步机制
由于共享内存允许多个进程同时访问，若没有适当的同步机制，可能会导致数据竞争（data race）和不一致的状态。为了解决这个问题，可以使用以下几种同步机制：
-
互斥锁（Mutex）：互斥锁可以确保同一时间只有一个进程对共享内存的访问。其他进程在尝试访问时被阻塞，直到持有锁的进程释放锁。
-
信号量（Semaphore）：信号量是一种更为灵活的同步机制，可以用于控制多个进程对共享内存资源的访问。可以使用二进制信号量（类似于互斥锁）来确保互斥访问，或使用计数信号量来允许一定数量的进程同时访问。
-
读写锁（Read-Write Lock）：允许多个进程同时读取共享内存，但在写入时会阻塞其他进程的读取或写入。这在读操作远多于写操作的场景下特别有效。
2、访问控制
在设计共享内存的使用时，通常会遵循以下原则：
-
初始化同步机制：在进程访问共享内存之前，必须先初始化相应的同步机制。
-
获取锁：在访问共享内存之前，进程应获取锁（或信号量），以防止其他进程同时访问。
-
释放锁：访问完成后，进程应释放锁，以便允许其他进程访问共享内存。
3、示例代码
以下是一个简单的示例，展示如何使用互斥锁来控制对共享内存的访问：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define SHM_SIZE 1024
// 共享内存和互斥锁
char *shared_memory;
pthread_mutex_t mutex;
void *process_function(void *arg) {
// 获取锁
pthread_mutex_lock(&mutex);
// 读写共享内存
//(long)arg 将一个指针类型的变量值转换成整数类型，以进行数学运算或格式化输出。\
使用long进行转换能够确保足够的位数以容纳地址（取决于编译器和平台定义）
printf("Process %ld writing to shared memory...\n", (long)arg);
snprintf(shared_memory, SHM_SIZE, "Hello from process %ld", (long)arg);
// 释放锁
pthread_mutex_unlock(&mutex);
return NULL;
}
int main()
{
//创建共享内存
shared_memory = mmap(NULL,SHM_SIZE,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS,-1,0);
//初始化互斥锁
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
pthread_t threads[5];//创建一个线程数组
//创建多个进程（线程）
for(long i = 0; i < 5; i++)
{
pthread_create(&threads[i],NULL,thread_function,NULL);
}
//等待所有线程完成
for(int i = 0;i < 5;i++)
{
pthread_join(threads[i],NULL);
}
//打印共享内存内容
printf("Final shared memory content: %s\n",shared_memory);
//清理与释放
pthread_mutex_destory(&mutex);
munmap(shared_memory,SHM_SIZE);
return 0;
}
三、pthread_mutex_destroy和 munmap函数的使用介绍
1. pthread_mutex_destroy
-
功能：
pthread_mutex_destroy函数用于销毁一个已经初始化的互斥锁（mutex）。这意味着该互斥锁不再可用，并且释放与该互斥锁相关联的资源。 -
用法：
int pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t *mutex); -
参数：
mutex：指向待销毁的互斥锁对象的指针。
-
返回值：
- 如果成功，返回 0；如果发生错误，返回一个错误码。
-
注意事项：
- 在调用
pthread_mutex_destroy时，确保没有线程在使用该互斥锁（即，确保所有锁定已经解除并且所有线程都已结束），否则会导致未定义行为。 - 在销毁之前，可以使用
pthread_mutex_lock或pthread_mutex_trylock等函数检查互斥锁的状态。
- 在调用
2. munmap
-
功能：
munmap函数用于解除映射的内存区域，通常是在使用mmap进行内存映射后，用以释放该区域。它会将指定的内存区域从进程的地址空间中移除，释放地址空间。 -
用法：
int munmap(void *addr, size_t length); -
参数：
addr：指向要解除映射的内存区域的起始地址。length：要解除映射的内存区域的大小（字节数）。
-
返回值：
- 如果成功，返回 0；如果发生错误，返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。
-
注意事项：
- 确保提供的
addr和length与之前用于mmap的参数相匹配。 - 解除映射之前，不应在该内存区域中访问数据（即，确保没有正在使用该内存区域的线程）。
- 确保提供的