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Shared_Memory

Shared Memory Modul

Übersicht und Zweck​

Das Verzeichnis shared_memory stellt ein Modul bereit, das die Verwaltung von gemeinsam genutztem Speicher (Shared Memory) in einem Mehrprozess-System ermöglicht. Dieses Modul ist insbesondere für die Speicherung und Verwaltung von Spiel- und Spielerinformationen konzipiert. Die enthaltenen Dateien sind:

  1. shared_memory.c: Diese Datei implementiert die grundlegenden Operationen zur Verwaltung von Shared Memory, wie die Erstellung, Anbindung, Loslösung, und Entfernung von Shared Memory Segmenten.
  2. shared_memory.h: Die Header-Datei definiert die Schnittstelle für die in shared_memory.c enthaltenen Funktionen und enthält die notwendigen Deklarationen und Definitionen.
  3. README.md: Diese Datei liefert eine Übersicht über die Funktionalitäten des Moduls und beschreibt die Nutzung und Abhängigkeiten.

Wichtige Funktionen​

1. createSharedMemory(int numPlayers)​

  • Zweck: Erstellt ein Shared Memory Segment für eine definierte Anzahl von Spielern.
  • Eingabeparameter:
    • int numPlayers: Die Anzahl der Spieler, für die Speicher reserviert werden soll. Muss zwischen 1 und MAX_PLAYERS_TEST (100) liegen.
  • Rückgabewerte:
    • Liefert die ID des erstellten Shared Memory Segments bei Erfolg.
    • Gibt einen negativen Fehlercode (SHM_ERROR_CREATION) bei Fehlschlag zurück.
  • Besondere Hinweise: Stellt sicher, dass die Spieleranzahl innerhalb der gültigen Grenzen liegt, bevor Speicher allokiert wird.

2. attachSharedMemory(int shmid)​

  • Zweck: Bindet ein Shared Memory Segment an den aktuellen Prozess.
  • Eingabeparameter:
    • int shmid: Die ID des Shared Memory Segments, das angebunden werden soll.
  • Rückgabewerte:
    • Gibt einen Zeiger auf das Shared Memory Segment bei Erfolg zurück.
    • Gibt NULL bei Fehlschlag zurück.
  • Besondere Hinweise: Funktioniert nicht, wenn die Segment-ID ungültig ist oder das Segment nicht existiert.

3. detachSharedMemory(SharedMemory *shm)​

  • Zweck: Trennt ein Shared Memory Segment vom aktuellen Prozess.
  • Eingabeparameter:
    • SharedMemory *shm: Ein Zeiger auf das Shared Memory Segment, das getrennt werden soll.
  • Rückgabewerte:
    • Gibt SHM_SUCCESS bei Erfolg zurück.
    • Gibt einen negativen Fehlercode (SHM_ERROR_DETACH) bei Fehlschlag zurück.
  • Besondere Hinweise: Der Zeiger darf nicht NULL sein, andernfalls tritt ein Fehler auf.

Schnittstellen​

Die Dateien interagieren miteinander durch die Verwendung der Header-Datei shared_memory.h, die alle notwendigen Deklarationen und Definitionen bereitstellt. Diese Datei enthält Definitionen wichtiger Strukturen wie SharedMemory und Player, sowie Konstanten und Fehlercodes, die bei der Verwaltung von Shared Memory verwendet werden.

  • Globale Variablen und Konfigurationen:
    • MAX_PLAYERS_TEST: Definiert die maximale Anzahl an Spielern, die im Shared Memory gespeichert werden können.
    • SHM_PERMISSIONS: Setzt die Berechtigungen für Shared Memory Segmente.
    • INITIAL_SIZE: Gibt die anfängliche Größe für spielbezogene Daten im Shared Memory an.

Implementierungsdetails​

Datenstrukturen​

  • Player Struktur: Speichert Informationen zu einzelnen Spielern, einschließlich ihrer Nummer, Namen, und Registrierungsstatus.
  • SharedMemory Struktur: Speichert allgemeine Spieleinformationen und eine dynamische Liste von Spielern. Die Struktur enthält auch Prozess-IDs für spezifische Rollen im Spielmanagement.
  • shm_data_t Struktur: Wird verwendet, um Spielzustandsdaten zu speichern. Diese Struktur enthält ein Flag, das anzeigt, ob eine neue Spielaktion berechnet werden muss.

Implementierung​

  • Shared Memory Management: Die Implementierung verwendet Systemaufrufe wie shmget, shmat, shmdt, um Speichersegmente zu erstellen, anzubinden, zu trennen und zu entfernen. Diese Operationen basieren auf den standardisierten Schnittstellen von sys/shm.h.

Beispielaufrufe​

Erstellen und Anbinden von Shared Memory​

int shmid = createSharedMemory(10);
if (shmid < 0) {
    // Fehlerbehandlung
}

SharedMemory *shm = attachSharedMemory(shmid);
if (shm == NULL) {
    // Fehlerbehandlung
}

Loslösung und Entfernung von Shared Memory​

if (detachSharedMemory(shm) != SHM_SUCCESS) {
    // Fehlerbehandlung
}

// Entfernen eines Shared Memory Segments
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
    // Fehlerbehandlung
}

Diese Beispiele zeigen die grundlegende Nutzung der Hauptfunktionen des Moduls. Entwickler sollten sicherstellen, dass sie entsprechende Fehlerprüfungen und Ressourcenfreigaben implementieren, um Speicherlecks und andere Probleme zu vermeiden.