前言
本篇文章继续讲解进程间通信，之前我们已经讲解完管道，FIFO来进行进程间通信了，这篇文章将讲解使用mmap来进行进程间通信。
一、父子进程间通信
使用mmap可以创建一块虚拟内存进行父子间的通信。
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/wait.h> int main(void) { int fd; char* p; int len; pid_t pid; fd = open("1.txt", O_RDWR); if(fd == -1) { printf("open err\n"); return -1; } ftruncate(fd, 100); len = lseek(fd, 0, SEEK_END); p = (char*)mmap(0, len, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); if(p == MAP_FAILED) { printf("mmap is err\n"); return -1; } if((pid = fork()) == 0) { /*子进程*/ strcpy(p, "I am child\n"); printf("pid : %d p : %s\n", getpid(), p); } else { /*父进程*/ sleep(1); printf("pid : %d p : %s\n", getpid(), p); wait(NULL); munmap(p, len); } return 0; }
运行结果：
二、无亲缘关系之间的进程通信
无亲缘关系的进程也可以通过mmap来创建映射区进行进程间通信。
mmap_w.c
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/wait.h> int main(void) { int fd; char* p; int len; pid_t pid; fd = open("1.txt", O_RDWR); if(fd == -1) { printf("open err\n"); return -1; } ftruncate(fd, 100); len = lseek(fd, 0, SEEK_END); p = (char*)mmap(0, len, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); if(p == MAP_FAILED) { printf("mmap is err\n"); return -1; } while(1) { strcpy(p, "Hello"); sleep(1); strcpy(p, "World"); sleep(1); } return 0; }
mmap_r.c
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/wait.h> int main(void) { int fd; char* p; int len; pid_t pid; fd = open("1.txt", O_RDWR); if(fd == -1) { printf("open err\n"); return -1; } len = lseek(fd, 0, SEEK_END); p = (char*)mmap(0, len, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); if(p == MAP_FAILED) { printf("mmap is err\n"); return -1; } while(1) { printf("p : %s\n", p); sleep(1); } return 0; }
运行结果：
三、mmap匿名映射区
匿名映射区是一种特殊类型的内存映射，与文件无关。在使用mmap()函数时，可以通过传递MAP_ANONYMOUS标志位来创建匿名映射区。以下是对匿名映射区的讲解：
1.无关文件：与普通的内存映射不同，匿名映射区不与任何文件相关联。它只是在进程的虚拟地址空间中分配一块连续的内存区域，可以用于各种目的，例如共享数据、进程间通信等。
2.内存分配：匿名映射区在创建时不需要指定文件描述符和文件路径，因此可以方便地在没有实际文件的情况下进行内存分配。只需指定长度和一些权限选项即可。
3.动态大小：匿名映射区可以根据需要动态调整大小。通过使用mremap()函数，可以在运行时增加或减小匿名映射区的大小。
4.零拷贝：在匿名映射区中进行数据的读写操作时，可以实现零拷贝（Zero-Copy）的效果。因为匿名映射区的数据不需要经过磁盘文件进行读写，而是直接在内存中进行，避免了数据的中间拷贝。
5.匿名映射的共享：在多线程或多进程的场景中，可以使用匿名映射区来实现数据的共享。多个线程或进程可以访问同一块匿名映射区，从而实现数据共享和通信。
6.临时数据存储：匿名映射区适合用于存储临时数据，因为它不需要与实际的文件进行交互。一旦映射区被释放或进程终止，其中的数据将消失。
需要注意的是，由于匿名映射区不与具体文件关联，因此无法通过mmap()函数将现有文件映射为匿名映射区。匿名映射区的分配和释放是在进程内部进行的，并不能被其他进程访问。
匿名映射区适用于父子进程间的通信：
#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/mman.h> #include <unistd.h> #include <string.h> int main() { char* addr; // 创建匿名映射区 addr = mmap(NULL, sizeof(int), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0); if (addr == MAP_FAILED) { perror("mmap"); return 1; } pid_t pid = fork(); if (pid == -1) { perror("fork"); return 1; } else if (pid == 0) { // 子进程 int child_data = 42; memcpy(addr, &child_data, sizeof(int)); sleep(1); // 等待父进程读取数据 int* parent_data = (int*)addr; printf("Child: Received data from parent: %d\n", *parent_data); } else { // 父进程 int parent_data = 100; memcpy(addr, &parent_data, sizeof(int)); sleep(2); // 等待子进程写入数据 int* child_data = (int*)addr; printf("Parent: Received data from child: %d\n", *child_data); // 释放映射区 munmap(addr, sizeof(int)); } return 0; }
总结
本篇文章就讲解到这里，Linux全系列学习路线放在公众号号，回复7即可获取到全系列学习路线。
