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共享記憶體
共享記憶體是linux下最基本的程式間通訊方式。它通過mmap或者shmget系統呼叫在記憶體中建立一塊連續的線性地址空間，使用munmap或者shmdt系統呼叫可以釋放這塊記憶體。使用共享記憶體的好處：當多個程式使用同一塊共享記憶體時，在任何一個程式中修改了共享記憶體中的內容，其他程式通過訪問這段共享記憶體都能夠得到修改後的內容。
資料結構
nginx使用到的資料結構如下：
1 typedef struct {
2 u_char *addr; /* 共享記憶體的起始地址 */
3 size_t size; /* 共享記憶體的長度 */
4 ngx_str_t name; /* 共享記憶體的名字 */
5 ngx_log_t *log; /* 記錄日誌的物件 */
6
7/* unsigned exists:1; */ /*共享記憶體是否已經分配過，1：已經分配 */
8 ngx_uint_t exists;
9} ngx_shm_t;
複製程式碼共享記憶體的API
nginx操作共享記憶體的API有兩個，如下：
1ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm); /* 分配新的共享記憶體 */
2void ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm); /*釋放已經存在的共享記憶體 */
複製程式碼實現方式
上面是nginx中操作共享記憶體的兩個api。我們應該使用上述兩個api對共享記憶體進行操作。
為了可移植性，nginx使用了三種方式來實現上述的兩個api，三種方式分別如下：
1、不對映檔案使用mmap分配共享記憶體
2、以 /dev/zero 檔案使用mmap對映共享記憶體。
3、用shmget呼叫來分配共享記憶體
原始碼分析
原始碼很簡單，我們對mmap實現方式進行簡單的分析
1#if (NGX_HAVE_MAP_ANON)
2
3ngx_int_t
4ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm)
5{
6 /* MAP_ANON:不使用檔案對映方式，因此fd,offset無用,相當於在記憶體開闢一塊空間用於共享,由master建立 */
7 shm->addr = (u_char *) mmap(NULL, shm->size,
8 PROT_READ|PROT_WRITE,
9 MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0);
10
11 if (shm->addr == MAP_FAILED) {
12 ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno,
13 "mmap(MAP_ANON|MAP_SHARED, %uz) failed", shm->size);
14 return NGX_ERROR;
15 }
16
17 return NGX_OK;
18}
19
20
21void
22ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm)
23{
24 if (munmap((void *) shm->addr, shm->size) == -1) {
25 ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno,
26 "munmap(%p, %uz) failed", shm->addr, shm->size);
27 }
28}
29
30#elif (NGX_HAVE_MAP_DEVZERO)
複製程式碼可以看到ngx_shm_alloc和ngx_shm_free的確是對mmap和munmap分別進行了封裝。而且使用了MAP_ANON，是在記憶體中開闢了一塊空間用於共享記憶體，而不是將硬碟中的檔案對映。
nginx如何使用共享記憶體
首先，我們得知道：預設情況下，通過fork派生的子程式並不與其父程式共享記憶體區。但master與worker程式是父子程式啊，這該怎麼辦呢？如何讓master程式與worker程式共享記憶體區呢？
解決方法就在於mmap的flags引數。master程式在呼叫fork之前先指定flags為MAP_SHARED來呼叫mmap，此時，POSIX是保證父程式中的記憶體對映關係是存留到子程式中的，父程式對共享記憶體所做的修改子程式能看到，反過來一樣。所以流程是：master程式在記憶體中以MAP_SHARED方式開闢一塊共享記憶體，並對映到自己程式地址空間中的共享記憶體區，然後master呼叫fork，派生子程式，子程式在自己的地址空間內也會繼承這塊共享記憶體區。這樣問題便解決了。
mmap/munmap 函式
1void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
複製程式碼返回值：成功：被對映區的起始地址；出錯：MAP_FAILEDaddr: 指定的fd描述符應被對映到程式地址空間的起始地址，一般為NULL，意思就是讓核心自己去選擇起始地址len: 對映到程式地址空間的位元組數prot：對這塊共享記憶體中的資料，我們可以處理的方式，如下：
| prot | 說明 |
|---|---|
| PROT_READ | 資料可讀 |
| PROT_WRITE | 資料可寫 |
| PROT_EXEC | 資料可執行 |
| PROT_NONE | 資料不可訪問 |
flags:變動共享記憶體區中的資料這一行為是共享的還是私有的，即對所有程式可見，還是隻對該程式可見。如下：
| flags | 說明 |
|---|---|
| MAP_SHARED | 變動是共享的 |
| MAP_PRIVATE | 變動是私有的 |
| MAP_FIXED | 準確的解釋addr引數 |
fd:被對映的檔案描述符offset：被對映區域在檔案中的起始位置。
具體的見下圖：
需要注意的是：nginx的共享記憶體不是對映檔案中的內容。當flags引數中MAP_ANON或MAP_ANONYMOUS，表示不從檔案中對映，只從記憶體中開闢一塊連續的線性地址空間出來作為共享記憶體。因此，這種情況下fd和offset引數就沒意義，分別置-1和0即可。
為從某一程式的地址空間中刪除一個對映關係，呼叫munmap。
1int munmap(void *addr, size_t len);
複製程式碼成功：0；出錯：-1
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