linux共享存储空间

㈠ 架构师进阶：linux进程间如何共享内存

共享内存 IPC 原理
共享内存进程间通信机制主要用于实现进程间大量的数据传输，下图所示为进程间使用共享内存实现大量数据传输的示意图：

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共享内存是在内存中单独开辟的一段内存空间，这段内存空间有自己特有的数据结构，包括访问权限、大小和最近访问的时间等。该数据结构定义如下：

from /usr/include/linux/shm.h
struct shmid_ds {
struct ipc_perm shm_perm; /* operation perms 操作权限 */
int shm_segsz; /* size of segment (bytes) 段长度大小 */
__kernel_time_t shm_atime; /* last attach time 最近attach时间 */
__kernel_time_t shm_dtime; /* last detach time 最近detach时间 */
__kernel_time_t shm_ctime; /* last change time 最近change时间 */
__kernel_ipc_pid_t shm_cpid; /* pid of creator 创建者pid */
__kernel_ipc_pid_t shm_lpid; /* pid of last operator 最近操作pid */
unsigned short shm_nattch; /* no. of current attaches */
unsigned short shm_unused; /* compatibility */
void *shm_unused2; /* ditto - used by DIPC */
void *shm_unused3; /* unused */|
};
两个进程在使用此共享内存空间之前，需要在进程地址空间与共享内存空间之间建立联系，即将共享内存空间挂载到进程中。

系统对共享内存做了以下限制：

#define SHMMAX 0x2000000 /* max shared seg size (bytes) 最大共享段大小 */

#define SHMMIN 1 /* min shared seg size (bytes) 最小共享段大小 */

#define SHMMNI 4096 /* max num of segs system wide */

#define SHMALL (SHMMAX/getpagesize()*(SHMMNI/16))|

define SHMSEG SHMMNI /* max shared segs per process */

Linux 共享内存管理
1.创建共享内存

#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
/*
* 第一个参数为 key 值，一般由 ftok() 函数产生
* 第二个参数为欲创建的共享内存段大小(单位为字节)
* 第三个参数用来标识共享内存段的创建标识
*/

int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
2.共享内存控制

#include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h>
/*
* 第一个参数为要操作的共享内存标识符
* 第二个参数为要执行的操作
* 第三个参数为 shmid_ds 结构的临时共享内存变量信息
*/

int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
3.映射共享内存对象

系统调用 shmat() 函数实现将一个共享内存段映射到调用进程的数据段中，并返回内存空间首地址，其函数声明如下：

#include <sys/types.h>

#include <sys/shm.h>
/*
* 第一个参数为要操作的共享内存标识符
* 第二个参数用来指定共享内存的映射地址，非0则为此参数，为0的话由系统分配
* 第三个参数用来指定共享内存段的访问权限和映射条件
*/

void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
4.分离共享内存对象

在使用完毕共享内存空间后，需要使用 shmdt() 函数调用将其与当前进程分离。函数声明如下：

#include <sys/types.h>

#include <sys/shm.h>
/*
* 参数为分配的共享内存首地址
*/

int shmdt(const void *shmaddr);

共享内存在父子进程间遵循的约定
1.使用 fork() 函数创建一个子进程后，该进程继承父亲进程挂载的共享内存。

2.如果调用 exec() 执行一个新的程序，则所有挂载的共享内存将被自动卸载。

3.如果在某个进程中调用了 exit() 函数，所有挂载的共享内存将与当前进程脱离关系。

程序实例
申请一段共享内存，父进程在首地址处存入一整数，子进程读出。

#include

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/shm.h>

#include <sys/types.h>

#include

#include

#define SHM_SIZE 1024

int main()

{

int shm_id, pid;

int *ptr = NULL;
/* 申请共享内存 */

shm_id = shmget((key_t)1004, SHM_SIZE, IPC_CREAT | 0600);
/* 映射共享内存到进程地址空间 */

ptr = (int*)shmat(shm_id, 0, 0);

printf("Attach addr is %p ", ptr);

*ptr = 1004;

printf("The Value of Parent is : %d ", *ptr);

if((pid=fork()) == -1){

perror("fork Err");

exit(0);

}

else if(!pid){
printf("The Value of Child is : %d ", *ptr);
exit(0);
}else{
sleep(1);
/* 解除映射 */

shmdt(ptr);
/* 删除共享内存 */

shmctl(shm_id, IPC_RMID, 0);
}
return 0;
}
输出结果：

640

㈡ 如何设置linux的共享内存

在 Linux 中设置共享内存的方法有很多种，下面是一种常用的方法：

• 使用shmget()函数创建一块共享内存，可以指定共享内存的大小和标识符。

• 使用shmat()函数将共享内存连接到进程的地址空间，返回指向共享内存的指针。

• 使用shmdt()函数断开与共享内存的连接。

• 使用shmctl()函数删除共享内存。

具体实现可以参考以下代码示例:

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/shm.h>

#include <stdio.h>

int main() {

// 1. 创建共享内存

int shmid = shmget(IPC_PRIVATE, 100, 0666 | IPC_CREAT);

if (shmid < 0) {

perror("shmget error");

return 1;

}

// 2. 连接共享内没瞎存

void *shm = shmat(shmid, NULL, 0);

if (shm == (void *)-1) {

perror("shmat error");

return 1;

}

// 使用共享内存

// ...

// 3. 断开连接

if (shmdt(shm) < 0) {

perror("shmdt error");

return 1;

}

// 4. 删除共享内存

if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) < 0) {

perror("shmctl error");

return 1;

}

return 0;

}

这是一个简单的示枯雹空例，在这里我们创建了一个大小为100字节的共享内肆备存，并使用shmget()、shmat()、shmdt()、shmctl()四个函数来创建、连接、断开连接、删除共享内存。

在实际应用中，我们需要根据需要来调整共享内存的大小，并在使用共享内存时进行相应的同步和互斥操作来保证数据的安全性。

需要注意的是，在使用共享内存时，我们需要确保共享内存在进程全部退出后能够被释放，这可以通过在父进

程中删除共享内存来实现。另外在程序中也要考虑到异常处理，如果在程序运行过程中发生了异常，应该及时释放所占用的共享内存，以免造成资源浪费。

另外需要提醒的是，共享内存是一种高级的IPC(Inter-Process Communication)机制，使用时需要谨慎，避免出现数据竞争和死锁等问题。

㈢ linux系统如何建一个用户并给他分配1G的存储空间

要么做磁盘配额，这个比较复杂，悉歼要么就分配一个1g的空间，挂载培陆滚到某处配余，再创建用户的时候制定这个目录为用户的home即可

㈣ 探讨一下 Linux 共享内存的 N 种方式

关于 Linux 共享内存，写得最好的应该是宋宝华的 《世上最好的共享内存》 一文。

本文可以说是对这篇文章的学习笔记，顺手练习了一下 rust libc —— shichaoyuan/learn_rust/linux-shmipc-demo

按照宋宝华的总结，当前有四种主流的共享内存方式：

前两种方式比较符合传统的用法，共享内存做为进程间通信的媒介。
第三种方式更像是通过传递内存“句柄”进行数据传输。
第四种方式是为设备间传递数据设计，避免内存拷贝，直接传递内存“句柄”。

这里尝试了一下第二种和第三种方式。

这套 API 应该是最普遍的 —— shm_open + mmap，本质上来说 Aeron 也是用的这种方式（关于 Aeron 可以参考 我之前的文章 ）。

看一下 glibc 中 shm_open 函数的实现就一清二楚了：

shm_open 函数就是在 /dev/shm 目录下建文件，该目录挂载为 tmpfs，至于 tmpfs 可以简单理解为存储介质是内存的一种文件系统，更准确的理解可以参考官方文档 tmpfs.txt 。

然后通过 mmap 函数将 tmpfs 文件映射到用户空间就可以随意操作了。

优点：
这种方式最大的优势在于共享的内存是有“实体”（也就是 tmpfs 中的文件）的，所以多个进程可以很容易通过文件名这个信息构建共享内存结构，特别适合把共享内存做为通信媒介的场景（例如 Aeron ）。

缺点：
如果非要找一个缺点的话，可能是，文件本身独立于进程的生命周期，在使用完毕后需要注意删除文件（仅仅 close 是不行的），否则会一直占用内存资源。

memfd_create 函数的作用是创建一个匿名的文件，返回对应的 fd，这个文件当然不普通，它存活在内存中。更准确的理解可以参考官方文档 memfd_create(2) 。

直观理解，memfd_create 与 shm_open 的作用是一样的，都是创建共享内存实体，只是 memfd_create 创建的实体是匿名的，这就带了一个问题：如何让其它进程获取到匿名的实体？shm_open 方式有具体的文件名，所以可以通过打开文件的方式获取，那么对于匿名的文件怎么处理呢？

答案是：通过 Unix Domain Socket 传递 fd。

rust 的 UDS 实现：
rust 在 std 中已经提供了 UDS 的实现，但是关于传递 fd 的 send_vectored_with_ancillary 函数还属于 nightly-only experimental API 阶段。所以这里使用了一个三方 crate —— sendfd ，坦白说可以自己实现一下，使用 libc 构建好 SCM_RIGHTS 数据，sendmsg 出去即可，不过细节还是挺多，我这里就放弃了。

这套 API 设计更灵活，直接拓展了我的思路，本来还是受限于 Aeron 的用法，如果在这套 API 的加持下，是否可以通过传递数据包内存块（fd）真正实现零拷贝呢？

优点：
灵活。

缺点：
无

㈤ multipath多路径，Linux系统底层存储扩容了，如何扩大文件系统

linux服务器通过multipath多路径连接到共享存储，那么当文件系统空间不足的时候，有几种方式可以扩展文件系统的大小：

1、pv不变，原lun存储扩大容量，扩大lv，扩大文件系统

2、新增pv，加入到vg中，扩大lv，扩大文件系统

下文是针对场景1的情况下如何操作（但是个人建议采取新建pv的方式2进行）：

Environment

If you have this specific scenario, you can use the following steps:

Note: if these lv's are part of a clustered vg, steps 1 and 2 need to be performed on all nodes. 注意：集群模式下步骤1和步骤2两个节点都需要执行。

1) Update block devices

Note: This step needs to be run against any sd devices mapping to that lun. When using multipath, there will be more than one. 通过multipath -ll命令查看每个聚合卷对应的路径。

2) Update multipath device

例子：

3) Resize the physical volume, which will also resize the volume group

4) Resize your logical volume (the below command takes all available space in the vg)

5) Resize your filesystem

6) Verify vg, lv and filesystem extension has worked appropriately

模拟存储端扩容testlv增加

查看客户端多路径情况

客户端更新存储

更新聚合设备

更新pv空间

更新lv空间

更新文件系统空间

㈥ linux共享内存存在于进程空间的什么位置

共享内存方式：从物理内存里面拿出来一部分作为多个进程共享。 共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法，一个进程向共享内存区域写入数据，共享这个内存的所有进程都可以立即看到其中内容。 共享内存实现步骤： 一、创建共享内存，使用shmget函数。 二、映射共享内存，将这段创建的共享内存映射到具体的进程空间去，使用shmat函数。 创建共享内存shmget： intshmget(key_t key, size_t size, int shmflg) 功能：得到一个共享内存标识符或创建一个共享内存对象并返回共享内存标识符。 key: 0(IPC_PRIVATE)会建立共享内存对象 size:大于0的整数，新建共享内存的大小，以字节为单位。只获取共享内存时，指定为0. shmflg: 0表示取共享内存标识符，如不存在则函数会报错; IPC_CREAT，如果内核中不存在键值与key相等的共享内存时，则创建一个共享内存;如果存在这样的共享内存则返回共享内存的标识符; IPC_CREATIPC_EXCL: 如果内核中不存在键值与key相等的共享内存，则新建一个消息队列;如果存在这样的共享内存则报错; 函数返回值：成功则返回内存的标识符;出错则返回-1，错误原因存在于error中 映射共享内存到调用进程的地址空间shmat： void*shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg) msqid:共享内存标识符 shmaddr:指定共享内存出现在进程内存地址的什么位置，直接指定为NULL让内核自己决定一个合适的地址位置。 shmflg: SHM_RDONLY 只读模式，其他为读写模式 函数返回值：成功则返回附加好的共享内存地址;出错返回-1，错误原因存在于error中 断开共享内存连接shmdt： intshmdt(const void *shmaddr) 功能：传入shmaddr，连接共享的内存起始地址;断开成功则返回0，出错则返回-1，错误原因存在于error中。 父子进程间通讯实例： #include #include #include #include #include #include int main(int argc, char **argv){ if(argc< 2){ //需要输入共享的数据 printf("pleaseinput the shared data.n"); exit(-1); } intshmid; shmid= shmget(0,1024,IPC_CREAT); if(shmid== -1){ // 申请共享内存失败 printf("createshare memory failed.n"); exit(-1); } if(fork()){ // 父进程之中 char*p_shmaddr; p_shmaddr= shmat(shmid, NULL, 0); // 映射到父进程之中的一个地址 memset(p_shmaddr,0, 1024); // 初始化共享内存 strcpy(p_shmaddr,argv[1]); // 拷贝共享数据到共享内存 wait(NULL); //等待子进程结束 exit(0); } else{ sleep(2); //等待父进程写入数据 char*c_shmaddr; c_shmaddr= shmat(shmid,NULL,0); // 映射到子进程之中一个地址，具体由kernel 指配 printf("theshare data is: %sn", c_shmaddr); //子进程输出共享的数据 exit(0); } }

㈦ linux查看共享内存命令

共享内存查看
使用ipcs命令，不加如何参数时，会把共享内存、信号量、消息队列的信息都打印出来，如果只想显示共享内存信息，使用如下命令：
[root@localhost ~]# ipcs -m

------ Shared Memory Segments --------
key shmid owner perms bytes nattch status
0x00000000 1867776 root 600 393216 2 dest
0x00000000 1900545 root 600 393216 2 dest
0x00030021 1703938 zc 666 131104 1
0x0003802e 1736707 zc 666 131104 1
0x00030004 1769476 zc 666 131104 1
0x00038002 1802245 zc 666 131104 1
0x00000000 1933318 root 600 393216 2 dest
0x00000000 1966087 root 600 393216 2 dest
0x00000000 1998856 root 600 393216 2 dest
0x00000000 2031625 root 600 393216 2 dest
0x00000000 2064394 root 600 393216 2 dest
0x0014350c 2261003 cs 666 33554432 2
0x00000000 2129932 root 600 393216 2 dest
0x00000000 2162701 root 600 393216 2 dest
0x00143511 395837454 root 666 1048576 1
其中：
第一列就是共享内存的key；
第二列是共享内存的编号shmid；
第三列就是创建的用户owner；
第四列就是权限perms；
第五列为创建的大小bytes；
第六列为连接到共享内存的进程数nattach；
第七列是共享内存的状态status。其中显示“dest”表示共享内存段已经被删除，但是还有用户在使用它，当该段内存的mode字段设置为SHM_DEST时就会显示“dest”。当用户调用shmctl的IPC_RMID时，内存先查看多少个进程与这个内存关联着，如果关联数为0，就会销毁这段共享内存，否者设置这段内存的mod的mode位为SHM_DEST，如果所有进程都不用则删除这段共享内存。