shm_open, mmap, close의 관계 정리

shm_open, mmap, close의 관계 정리

POSIX 공유 메모리에서 자주 헷갈리는 부분을 C 코드 예제와 함께 이해하기

공유 메모리(shm_open, mmap)를 처음 사용할 때 가장 많이 나오는 질문 중 하나:

“shm_open으로 파일 디스크립터를 열고 mmap으로 매핑했는데, close를 해도 괜찮을까?”

이 글에서는 그 질문에 명확히 답하고, 공유 메모리 사용 시의 메모리 흐름을 단계별로 설명합니다.

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1. 기본 흐름

1. shm_open() — 공유 메모리 객체(가상 파일)를 엽니다.
2. ftruncate() — 공유 메모리 크기를 설정합니다.
3. mmap() — 해당 객체를 가상 메모리에 매핑합니다.
4. close() — 파일 디스크립터를 닫습니다. (여기서 혼동 많음)
5. munmap() — 매핑 해제
6. shm_unlink() — 공유 메모리 객체 삭제

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2. 각 함수의 역할 정리

함수	역할
shm_open	공유 메모리 객체(파일 디스크립터) 생성 및 열기
ftruncate	공유 메모리의 크기를 설정
mmap	메모리 주소 공간에 공유 메모리 매핑
close	파일 디스크립터 닫기 (매핑은 유지됨)
munmap	매핑된 메모리 해제
shm_unlink	공유 메모리 파일 시스템에서 제거

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3. mmap() 이후, close() 해도 되는가?

✅ 결론: 된다.

mmap()으로 매핑을 완료했다면, 해당 파일 디스크립터를 close()해도 공유 메모리 자체에는 영향 없음.

• close(fd)는 단순히 파일 디스크립터를 닫는 것일 뿐,
• mmap()으로 매핑된 메모리 공간은 여전히 유효합니다.
• 작업이 끝난 후 munmap()으로 해제하면 됩니다.

단, 아직 mmap()을 하지 않았을 경우에는 close() 하지 마세요. 매핑 전에 닫아버리면 매핑 자체가 불가능해집니다.

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close(fd) 하지 않은 경우

fd가 열린 상태로 유지됩니다.

공유 메모리 객체가 참조 중이라 shm_unlink()를 호출해도 실제 삭제는 지연됩니다.

프로세스 종료 시 커널이 FD를 정리하지만, FD 리소스 누수(FD leak) 가능성이 있습니다.

mmap()된 메모리는 정상적으로 접근할 수 있습니다.

close(fd) 한 경우

파일 디스크립터가 정리되어 리소스 누수가 없습니다.

mmap()된 메모리는 여전히 접근 가능합니다.

munmap()으로 메모리 해제 후, shm_unlink()를 호출하면 공유 메모리 객체가 완전히 삭제됩니다 (다른 프로세스가 열고 있지 않은 경우).

### mmap() 이후에는 FD가 필요 없기 때문에 close(fd) 해도 문제가 없습니다.

mmap()된 메모리는 FD 없이도 사용 가능하므로 close()는 자원 정리 차원에서 권장됩니다.

깔끔한 자원 정리를 위해 다음과 같은 순서를 따르세요:

close(fd);
munmap(addr, size);
shm_unlink("/my_shm");

📊 차이 요약

항목	close() 하지 않음	close() 호출함
메모리 접근 가능 여부	✅ 가능	✅ 가능
FD 리소스 정리 여부	❌ 안 됨 (FD leak 위험)	✅ 정리됨
shm_unlink() 후 삭제 가능 여부	❌ 지연됨 (FD가 열려 있어 즉시 삭제 불가)	✅ 가능 (다른 프로세스가 열지 않았다면 즉시 삭제)
프로세스 종료 시 자동 정리 여부	✅ 커널에 의해 정리되지만 명시적이지 않음	✅ 명시적으로 정리됨
권장 여부	⚠️ 비권장	✅ 권장

4. 예제 코드

#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    const char* name = "/my_shm";
    const size_t size = 4096;

    int fd = shm_open(name, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
    ftruncate(fd, size);

    void* addr = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

    close(fd); // 여기서 닫아도 매핑된 addr는 유효함

    strcpy((char*)addr, "공유 메모리 테스트!");

    printf("메모리 내용: %s\n", (char*)addr);

    munmap(addr, size);
    shm_unlink(name);

    return 0;
}