CentOS下共享内存使用常见陷阱与分析

所谓共享内存就是使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。其他进程能把同一段共享内存段“连接到”他们自己的地址空间里去。所有进程都能访问共享内存中的地址。如果一个进程向这段共享内存写了数据，所做的改动会即时被有访问同一段共享内存的其他进程看到。共享内存的使用大大降低了在大规模数据处理过程中内存的消耗，但是共享内存的使用中有很多的陷阱，一不注意就很容易导致程序崩溃。

超过共享内存的大小限制？

在一个linux服务器上，共享内存的总体大小是有限制的，这个大小通过SHMMAX参数来定义（以字节为单位），您可以通过执行以下命令来确定 SHMMAX 的值：

# cat /proc/sys/kernel/shmmax 

如果机器上创建的共享内存的总共大小超出了这个限制，在程序中使用标准错误perror可能会出现以下的信息：

unable to attach to shared memory 

解决方法：

1、设置 SHMMAX

SHMMAX 的默认值是 32MB 。一般使用下列方法之一种将 SHMMAX 参数设为 2GB ：

通过直接更改 /proc 文件系统，你不需重新启动机器就可以改变 SHMMAX 的默认设置。我使用的方法是将以下命令放入 />etc/rc.local 启动文件中：

# echo "2147483648" > /proc/sys/kernel/shmmax 

您还可以使用 sysctl 命令来更改 SHMMAX 的值：

# sysctl -w kernel.shmmax=2147483648

最后，通过将该内核参数插入到 /etc/sysctl.conf 启动文件中，您可以使这种更改永久有效：

# echo "kernel.shmmax=2147483648" >> /etc/sysctl.conf 

2、设置 SHMMNI

我们现在来看 SHMMNI 参数。这个内核参数用于设置系统范围内共享内存段的最大数量。该参数的默认值是 4096 。这一数值已经足够，通常不需要更改。

您可以通过执行以下命令来确定 SHMMNI 的值：

# cat /proc/sys/kernel/shmmni 
4096 

3、设置 SHMALL

最后，我们来看 SHMALL 共享内存内核参数。该参数控制着系统一次可以使用的共享内存总量（以页为单位）。简言之，该参数的值始终应该至少为：

ceil(SHMMAX/PAGE_SIZE) 

SHMALL 的默认大小为 2097152 ，可以使用以下命令进行查询：

# cat /proc/sys/kernel/shmall 
2097152 

SHMALL 的默认设置对于我们来说应该足够使用。

注意： 在 i386 平台上 Red Hat Linux 的 页面大小 为 4096 字节。但是，您可以使用 bigpages ，它支持配置更大的内存页面尺寸。

多次进行shmat会出现什么问题？

当首次创建共享内存段时，它并不能被任何进程所访问。为了使共享内存区可以被访问，则必须通过 shmat 函数将其附加( attach )到自己的进程空间中，这样进程就与共享内存建立了连接。该函数声明在 linux/shm.h中：

#include 
#include 
void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); 

参数 shmid 是 shmget() 的返回值，是个标识符；

参数 shmflg 是存取权限标志；如果为 0 ，则不设置任何限制权限。在 中定义了几个权限：

#define SHM_RDONLY 010000 /* attach read-only else read-write */ 
#define SHM_RND 020000 /* round attach address to SHMLBA */ 
#define SHM_REMAP 040000 /* take-over region on attach */ 

如果指定 SHM_RDONLY ，那么共享内存区只有读取权限。

参数 shmaddr 是共享内存的附加点，不同的取值有不同的含义：

?如果为空，则由内核选择一个空闲的内存区；如果非空，返回地址取决于调用者是否给 shmflg 参数指定 SHM_RND 值，如果没有指定，则共享内存区附加到由 shmaddr 指定的地址；否则附加地址为 shmaddr 向下舍入一个共享内存低端边界地址后的地址 (SHMLBA ，一个常址)。

&＃216;通常将参数 shmaddr 设置为 NULL 。

shmat() 调用成功后返回一个指向共享内存区的指针，使用该指针就可以访问共享内存区了，如果失败则返回 -1。

其映射关系如下图所示：