【学习笔记】windows 下的 shared memory（共享内存）原理与实践 |
您所在的位置：网站首页 › 共享内存是怎么实现的 › 【学习笔记】windows 下的 shared memory（共享内存）原理与实践 |
【学习笔记】windows 下的 shared memory（共享内存）原理与实践
|
目录
先决条件共享内存介绍在 Win 下实现共享内存开发环境Process1CreateFileMappingMapViewOfFileUnmapViewOfFileCloseHandle
Process2OpenFileMapping
示例补充File Mapping
参考
以下均用共享内存指代 shared memory 先决条件你应该对以下内容有一定的了解 虚拟内存进程的基本概念什么是进程间通信 共享内存介绍共享内存是一种进程间的通信机制，并且也是最底层的一种机制（其他的通信机制还有管道，消息队列等）。 进程之间通过访问一块共享的空间，来进行数据的通信（交换）。具体来讲，就是将一份物理内存映射到不同进程各自的虚拟地址空间，这样每个进程都可以读写这片相同的物理内存。 共享内存是速度最快的一种进程间通信（IPC）方式，它直接对内存进行存取，比操作系统提供的读写系统服务更快。 由上面的描述我们发现，当多个进程对同一片空间进行读写时必然会出现同步的问题，所以一般共享内存会和信号量或者锁机制一同使用，保证数据的一致性。 共享内存在 Win 下通过 FileMapping 技术实现，关于 FileMapping 的介绍，建议先阅读补充部分，下面我们先来通过实际的代码感受一下效果。 首先，我们假设当下只有两个进程 P1，P2，并实现以下功能。 P1 进程负责创建共享空间，写入数据。P2 进程找到这个共享空间，读取数据。最终两个进程都关闭。 开发环境 os：window 10IDE：visual studio 2015 Process1对于 P1 来说，它只需要实现以下几个函数，就可以完成上述流程。 CreateFileMappingMapViewOfFile写入数据的函数（自定义）UnmapViewOfFileCloseHandle【注】对于这些函数更详细的解释，大家可以通过参考部分的链接寻找。 CreateFileMapping为指定文件创建或打开命名或未命名文件映射对象。 // CreateFileMappingA 中 A 表示 ASCII 字符集，如果你的开发环境字符集是 Unicode，则使用 W 替换 A 作为结尾 // 或者直接使用 CreateFileMapping（它已经被定义成了宏）会自动根据你的项目中的字符集选择使用 A 还是 W HANDLE CreateFileMappingA( [in] HANDLE hFile, [in, optional] LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes, [in] DWORD flProtect, [in] DWORD dwMaximumSizeHigh, [in] DWORD dwMaximumSizeLow, [in, optional] LPCSTR lpName );参数解释 hFile：用于创建文件映射对象的文件句柄，将磁盘上的文件映射到物理内存地址空间中。但在实现共享内存时，我们不需要去拿硬盘中的文件，所以一般这个值填 INVALID_HANDLE_VALUE，表示共享未与文件关联的内存lpFileMappingAttributes：该参数决定返回的句柄是否可以被子进程继承，如果为 NULL，则不能。flProtect：指定文件映射对象的页面保护。对象的所有映射视图都必须与此保护兼容。当取 PAGE_READWRITE 时，表示对文件映射对象有可读可写的权限。dwMaximumSizeHigh：文件映射的最大长度的高32位。dwMaximumSizeLow：文件映射的最大长度的低32位。如这个参数和dwMaximumSizeHigh都是零，就用磁盘文件的实际长度。lpName：给这个文件映射对象取一个名字。 返回值如果成功，则返回文件映射对象的句柄。如果失败则返回 NULL。【注】[in] 表示传入的参数 【注】如果你对句柄和内核对象不太熟悉，可以阅读《Windows 核心编程》的相关章节 【注】不能映射长度为 0 的文件 MapViewOfFile将文件映射对象映射进调用的进程的虚拟地址空间。 LPVOID MapViewOfFile( [in] HANDLE hFileMappingObject, [in] DWORD dwDesiredAccess, [in] DWORD dwFileOffsetHigh, [in] DWORD dwFileOffsetLow, [in] SIZE_T dwNumberOfBytesToMap );参数解释 hFileMappingObject：填文件映射对象返回的句柄，即上面的函数或者 OpenFileMapping 的返回值。dwDesiredAccess：页面保护，用来控制接入文件映射对象的权限，其中 FILE_MAP_ALL_ACCESS 拥有读写权限。dwFileOffsetHigh：表示文件映射起始偏移的高32位。dwFileOffsetLow： 表示文件映射起始偏移的低32位。dwNumberOfBytesToMap ：文件中要映射的字节数。为 0 表示映射整个文件映射对象，注意，它的单位是字节。 返回值如果函数成功，则返回值是映射视图的起始地址。否则返回 NULL。 UnmapViewOfFile当完成对共享内存的操作后，你应该完成对应的关闭操作，第四步与第二步是对应的，即取消文件的视图映射。 取消文件映射后，进程中该部分的地址会被释放（你可以理解成 free 操作），然后该部分的内存可以被用于其他分配。 这里还要补充以下在关闭文件映射后，修改的内容并不会被立即写入磁盘中，首先它会等所有链接到文件映射对象的文件视图都关闭掉，然后即使都关闭掉，这些内容也可能缓存在内存中，以“懒惰”的方式写入磁盘。 下面来看看 UnmapViewOfFile 这个函数 BOOL UnmapViewOfFile( [in] LPCVOID lpBaseAddress );参数解析 lpBaseAddress：指向要取消映射的文件视图，这是一个指针，这个值必须是前面调用的MapViewOfFile 或者 MapViewOfFileEx 函数的返回值。返回值 如果函数成功，则返回非零值如果函数失败，则返回零值 CloseHandle用于关闭打开的文件句柄。 BOOL CloseHandle( [in] HANDLE hObject );参数解释 hObject：有效的打开了的句柄。 Process2P2 中的函数的顺序和 P1 中大致一样，唯一的改变是，我们通过 P2 来打开（open）一个由 P1 创建好的文件映射对象。 OpenFileMappingMapViewOfFile读取数据的函数（自定义）UnmapViewOfFileCloseHandle OpenFileMapping打开一个命名的文件映射对象。 HANDLE OpenFileMappingA( [in] DWORD dwDesiredAccess, [in] BOOL bInheritHandle, [in] LPCSTR lpName );参数解释 dwDesiredAccess：访问文件映射对象的权限，我们可以取 FILE_MAP_ALL_ACCESS，即可读可写。bInheritHandle：文件句柄能否被继承，为 TRUE 时可以被继承，反之不能。lpName：要打开的文件映射对象的名字。 示例Process1 #include "stdafx.h" #include #include using namespace std; int main() { // 定义共享数据，在这里设置了一个 25MB 大小的数据用于模拟磁盘上的文件 long *lpBigData_A = (long *)malloc(sizeof(long) * BIG_BUF_SIZE); // 25 MB // 填充数据内容 for (long j = 0; j |
【本文地址】
今日新闻 |
推荐新闻 |