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信号机制与共享内存的对比分析

信号机制

信号是Linux系统中用于异步通信和事件通知的机制，适用于随机事件处理。其核心流程包括信号发送、接收和处理：

1. 信号发送
   使用kill函数向目标进程发送信号：

   int kill(pid_t pid, int sig); // pid为目标进程ID，sig为信号编号（如SIGINT=2）

2. 信号处理
   进程通过signal函数注册自定义处理逻辑：

   typedef void (*sighandler_t)(int); sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

   • SIG_DFL：恢复默认处理（如SIGINT默认终止进程）。
   • SIG_IGN：忽略信号。
   • 自定义函数：实现特定事件响应。

3. 执行流程
   内核收到信号后暂停进程当前执行流，跳转到注册的处理函数，完成后恢复原流程。

共享内存

共享内存是进程间通信（IPC）的高效方式，直接映射内存区域供多进程读写：

1. 创建共享内存
   通过ftok生成唯一键值，shmget申请内存：

   key_t ftok(const char *pathname, int proj_id); int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg); // size为内存大小，shmflg如IPC_CREAT

2. 映射与操作
   使用shmat映射到进程地址空间：

   void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg); // shmaddr=NULL由系统分配

   数据操作示例：

   memcpy(shm_ptr, data, size); // 二进制数据拷贝

3. 清理资源
   断开映射并删除对象：

   shmdt(shm_ptr); // 撤销映射 shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL); // 删除共享内存

信号与共享内存的差异

• 通信方式
  信号是异步事件通知，共享内存是同步数据共享。

• 阻塞行为
  共享内存无读写阻塞，需搭配信号/信号量实现同步；信号处理可能被中断。

• 数据持久性
  共享内存数据持久化直至显式删除；信号仅传递事件无数据存储。

• 应用场景
  信号适合轻量级事件通知（如进程终止）；共享内存适合大数据量交换（如图像处理）。

系统命令

• 查看IPC资源：ipcs -a
• 删除共享内存：ipcrm -m <shmid>

通过合理选择机制，可高效实现进程间协作与数据交互。