如何在 C 中使用共享内存的两个不相关进程之间的指针共享结构？答案

【问题标题】：How to share a structure with pointers between two unrelated processes with shared memory in C?如何在 C 中使用共享内存的两个不相关进程之间的指针共享结构？
【发布时间】：2014-03-16 20:11:07
【问题描述】：

我的结构看起来像：

typedef struct shared_data_t
{
    char *key;
    char *message;
}shared_data;

我需要与另一个不相关的进程共享这个结构。我正在使用带有 shm_open()/mmap() 的 POSIX 共享内存来实现这一点。但是，我的目标进程没有获得共享数据并且它与 SIGSEGV 一起死亡，这是显而易见的。如果有人在这方面帮助我，那就太好了，特别是在使用共享内存（使用 shm_open 和 mmap）的两个进程之间共享指针时会发生什么。

对于像这样的结构，

typedef struct shared_data_t
{
    char key[8];
    char message[32];
}shared_data;

一切正常！

【问题讨论】：

这很好用！您只是忘记了这个指针指向共享内存之外，因此另一个进程无法获取数据。但是您也可以在共享内存中分配“密钥”和“消息”。或者真的做一个没有指针的结构！
这些指针引用的内存最好也共享，否则这有点毫无意义。
使用从共享内存开始的偏移量而不是指针。
@Eddy_Em 感谢您的回复。我尝试将结构内容memcpy到共享内存中，但目标进程仍然没有得到它。我是否遗漏了一些非常明显的东西？

标签： c linux memory-management posix shared-memory

【解决方案1】：

在shmat 的 Linux 手册页中有关于此的说明：

使用 shmat() 和 shmaddr 等于 NULL 是首选的可移植方式附加共享内存段。注意共享内存以这种方式附加的段可能附加在不同的地址不同的过程。因此，在共享内存必须是相对的（通常是相对于起始地址段），而不是绝对的。

【讨论】：

感谢您的回复。我正在使用 shm_open / mmap 方式为 IPC 使用共享内存。当然，我将 NULL 传递给 mmap 的第一个参数，让内核决定将内存段放置在哪里。

【解决方案2】：

该结构包含两个指针，用于key 和message。它们具有诸如 0x1000 和 0x1040 之类的值。您的第一个进程映射共享内存，例如地址 0x7000。它将结构复制到共享内存中。第二个进程映射相同的共享内存，比如地址 0x9000。它读取结构。然后它使用指针，这使它在地址 0x1000 和 0x1040 处查找 key 和 message。但它们不在第二个进程的内存中的那些地址。所以第二个过程失败了。

要解决此问题，您必须将 key 和 message 安排在共享内存中，并且您必须将它们安排在两个进程中的相同地址（通过告诉 mmap 您想要的确切位置映射内存，而不是让系统选择地址），或者您必须在共享内存中包含有关如何定位 key 和 message 的信息。这通常通过使用偏移量而不是指针来完成。也就是说，不是在结构中具有指向char 的指针，而是具有偏移量（可能是ptrdiff_t 类型），它给出了从基本位置到键和消息的字节数。共享内存段的开头是一个典型的使用基础。

如果您只有一个键和一个消息要共享，那么执行此操作的常见方法是简单地为共享内存使用单个数据结构，正如您在 shared_data 的第二个定义中所示：键和消息是结构的一部分，因此它们的偏移量是已知的，只是从结构开始的偏移量。如果您要共享更复杂的数据，例如树或链表，那么您可能需要使用显式偏移量。

【讨论】：