Linux进程间通信（IPC）——SystemV共享内存完全指南

1. 什么是共享内存？

共享内存是多个进程直接访问同一块物理内存的机制。与管道、消息队列不同，它无需内核中转，数据直接在用户空间读写，因此速度极快。SystemV共享内存是最经典的实现，通过唯一标识符（shmid）管理。

2. SystemV共享内存核心API

四个函数构成整个编程模型（均定义在sys/shm.h）：

• shmget() —— 创建或获取共享内存标识符。参数：键值、大小、权限标志。返回shmid。
• shmat() —— 将共享内存映射到进程地址空间。返回映射地址指针。
• shmdt() —— 分离共享内存（解除映射）。
• shmctl() —— 控制操作（删除、查询状态等）。

其中，shmget是第一个调用的函数，它的键（key）既可以通过ftok()生成，也可使用IPC_PRIVATE创建私有共享内存。

3. 编程五步曲（附代码）

下面通过完整示例展示两个进程通过SystemV共享内存通信。进程A写入“Hello，共享内存”，进程B读取并打印。

📁 进程A（写端）

#include #include #include int main() {    key_t key = ftok("/tmp", 66);      // 生成唯一键    int shmid = shmget(key, 1024, IPC_CREAT | 0666);  // 创建1KB共享内存    char str = (char) shmat(shmid, NULL, 0);        // 映射    strcpy(str, "Hello，共享内存！");                // 写入数据    printf("进程A写入: %s", str);    shmdt(str);                         // 分离    return 0;}

📁 进程B（读端）

#include #include int main() {    key_t key = ftok("/tmp", 66);    int shmid = shmget(key, 1024, 0666);   // 获取已存在的共享内存    char str = (char) shmat(shmid, NULL, 0);    printf("进程B读到: %s", str);       // 读取数据    shmdt(str);    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);        // 删除共享内存    return 0;}

编译运行两个程序，可以看到进程B正确输出进程A写入的内容。注意：shmctl使用IPC_RMID标记删除，当所有进程detach后物理内存才会被释放。

4. 必须警惕的同步问题

共享内存本身不提供互斥机制！当多个进程同时写，会出现数据错乱。通常结合SystemV信号量或pthread_mutex（需放在共享内存中）来保证同步。这也是进程间通信课程中的重点难点。

5. 实用调试命令

终端输入：

ipcs -m      # 查看当前共享内存段ipcrm -m shmid # 手动删除共享内存

总结

通过本文，你已经掌握了SystemV共享内存的核心概念、4个关键函数、完整编程流程以及同步必要性。相比其他IPC，共享内存效率最高，但需小心并发控制。接下来可以进一步学习POSIX共享内存，它们原理相通。

—— 教程结束，动手实践是巩固知识的最佳途径！——