C++在Linux中如何使用共享内存

在Linux环境下，C++与共享内存的交互，其实主要就是两条路：POSIX共享内存API，以及System V那一套。今天咱们先拿POSIX讲个基础例子，手把手带大家走一遍流程。

首先，头文件得备齐。别嫌麻烦，这几个是标配：

#include 
#include    // 文件控制常量，比如O_CREAT
#include  // mmap核心
#include   // close
#include    // memset、memcpy

接下来，创建共享内存对象。这里用shm_open，名字得是“/”开头，比如"/my_shm"。权限0666，读写都开，O_CREAT表示没有就新建。注意错误处理，别偷懒：

const char* shm_name = "/my_shm";
int shm_fd = shm_open(shm_name, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
if (shm_fd == -1) {
    perror("shm_open");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

光有对象不行，还得给它定个大小。这里用ftruncate设置1KB，也就是1024字节。如果失败，同样得处理：

size_t shm_size = 1024; // 1KB
if (ftruncate(shm_fd, shm_size) == -1) {
    perror("ftruncate");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

然后，最关键的一步：把共享内存映射到进程的地址空间。用mmap，参数分别是：NULL让系统选地址，长度1024，读写权限，MAP_SHARED表示其他进程也能看到（这才是共享的关键），文件描述符，偏移0。返回值是MAP_FAILED就说明挂了：

void* ptr = mmap(NULL, shm_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
if (ptr == MAP_FAILED) {
    perror("mmap");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

映射到手，就能往里面读写数据了。比如，我们写个字符串，“Hello, shared memory!”，注意加个空字符结尾：

std::string message = "Hello, shared memory!";
memcpy(ptr, message.c_str(), message.size() + 1);

// 读出来看看
std::cout << "Message from shared memory: " << static_cast(ptr) << std::endl;

用完之后，记得清理。先munmap解除映射，再close文件描述符。如果想彻底删除这个共享内存对象，可以调用shm_unlink，不过这不是必须的，看场景：

if (munmap(ptr, shm_size) == -1) {
    perror("munmap");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
if (close(shm_fd) == -1) {
    perror("close");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
// 可选：删除共享内存对象
if (shm_unlink(shm_name) == -1) {
    perror("shm_unlink");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

这个例子虽然简单，但已经把核心流程跑通了——创建、设置大小、映射、读写、清理。实际项目中，往往还需要考虑同步，比如用信号量或者互斥锁来防止竞态条件，否则多进程同时读写会乱套。另外，错误处理不能只写个exit，生产环境得做更细致的日志和恢复。

最后提一句，POSIX共享内存API是Linux原生支持，而System V那一套也广泛存在于各种UNIX-like系统上。如果代码需要跨平台，最好用Boost.Interprocess这类库来统一封装，省得在不同系统上改来改去。