各平台共享記憶體的實現方式

在記憶體共享問題上，unix歷史上主要有兩個標準：posix與system v，相比來說posix標準更符合統一風格要求，與檔案系統結合，更易於使用。除了這兩個標準，還有一種基於磁碟檔案對映的機制。

posix標準提供一種共享記憶體檔案裝置，通過訪問共享記憶體檔案裝置來實現程序間的資料共享。共享記憶體檔案是通過shm_open建立，通過shm_unlink刪除，這和普通檔案的建立很相似。shm_open包含建立與開啟兩個動作，如果已經存在的話，也是通過shm_open開啟。可以指定一些flag規定shm_open的行為，比如不存在時是否建立，是否排出已存在的例項，以及開啟的讀寫許可權。

#include #include /* for mode constants */
#include /* for o_* constants */
int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);
int shm_unlink(const char *name);

剛建立的共享記憶體檔案長度為0，一般需要馬上擴充套件其長度，和普通檔案一樣，通過 ftruncate調整長度。

#include #include int ftruncate(int fd, off_t length);

在共享記憶體不使用的時候，通過close關閉，和普通檔案關閉的介面是同乙個。關閉不會刪除共享記憶體檔案，即使最後乙個開啟被close了也不會刪除，之後還可以再開啟。只有呼叫shm_unlink才會刪除共享記憶體檔案。

#include int close(int fd);

如果要訪問共享資料，需要將共享記憶體檔案對映到程序空間，mmap被用來實現這個對映，而munmap解除相應的對映。mmap還有其他的應用方式，與系統記憶體相關的操作幾乎都離不開mmap和munmap。

#include void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);

system v共享記憶體是system v ipc的成員，沒有與檔案繫結，但是通過ipc命令如ipcs，ipcrm可以操作system v ipc物件。輸入ipcs命令會列印下面的內容：

------ shared memory segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status ------ semaphore arrays -------- key semid owner perms nsems ------ message queues --------

key msqid owner perms used-bytes messages

其中shared memory segments就是共享記憶體。

可以看到ipc物件的前四項屬性是所有ipc型別都有的，key是訪問的索引值，開啟時由使用者指定；id是ipc內部分配的編號，在開啟時返回；owner是所有者id；perms是許可權資訊。

在命令列中，可以通過ipcrm命令刪除ipc物件。ipcrm的引數指定刪除那種物件，-m表示共享記憶體（shared memory segments），-s表示訊號量集（semaphore arrays），-q表示訊息佇列（message queues），也可以是大寫的-m、-s、-q，小寫使用內部id查詢，大寫使用key查詢。在ipc物件被刪除後，內部id會變成0，就不能再被開啟了。

開啟和建立system v共享記憶體的介面是shmget，key可以隨便指定，保證唯一且不等於-1就行。

#include #include int shmget(key_t key, size_t size, int shm***);

也可以通過庫函式 ftok 來生成乙個唯一的key。

#include #include key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

ftok使用乙個檔名和乙個唯一id作為引數，這個id雖然是int型別，但是只有8位被使用，所以只能傳乙個位元組，另外標準中規定不能為0。

#include #include void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shm***);
int shmdt(const void *shmaddr);

#include #include int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);

#include #include #include int open(const char *pathname, int flags);
int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
int creat(const char *pathname, mode_t mode);

__in handle hfile,

__in_opt lpsecurity_attributes lpattributes,

__in dword flprotect,

__in dword dwmaximumsizehigh,

__in dword dwmaximumsizelow,

__in_opt lpctstr lpname);

__in dword dwdesiredaccess,

__in bool binherithandle,

__in lpctstr lpname);

bool winapi closehandle(
__in handle hobject
);

lpvoid winapi mapviewoffile( __in dword dwdesiredaccess, __in dword dwfileoffsethigh, __in dword dwfileoffsetlow, __in size_t dwnumberofbytestomap

);

bool winapi unmapviewoffile(
__in lpcvoid lpbaseaddress
);

handle winapi createfile( __in lpctstr lpfilename, __in dword dwdesiredaccess, __in dword dwsharemode, __in_opt lpsecurity_attributes lpsecurityattributes, __in dword dwcreationdisposition, __in dword dwflagsandattributes, __in_opt handle htemplatefile

);

bool winapi closehandle(
__in handle hobject
);

各平台共享記憶體的實現方式

各程式語言的記憶體分配方式

mmap實現共享記憶體

記憶體對映檔案實現共享記憶體

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