如何共享服务和用户python多进程共享内存之间的内存

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共享内存可以说是最有用的进程间通信方式,也是最快的IPC形式。两个不同进程A、B共享内存的意思是,同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新,反之亦然。由于多个进程共享同一块内存区域,必然需要某种同步机制,互斥锁和信号量都可以。
(), 国防科大攻读博士学位
郑彦兴,国防科大攻读博士学位。联系方式:
采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高,因为进程可以直接读写内存,而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式,则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝,而共享内存则只拷贝两次数据[1]:一次从输入文件到共享内存区,另一次从共享内存区到输出文件。实际上,进程之间在共享内存时,并不总是读写少量数据后就解除映射,有新的通信时,再重新建立共享内存区域。而是保持共享区域,直到通信完毕为止,这样,数据内容一直保存在共享内存中,并没有写回文件。共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回文件的。因此,采用共享内存的通信方式效率是非常高的。Linux的2.2.x内核支持多种共享内存方式,如mmap()系统调用,Posix共享内存,以及系统V共享内存。linux发行版本如Redhat 8.0支持mmap()系统调用及系统V共享内存,但还没实现Posix共享内存,本文将主要介绍mmap()系统调用及系统V共享内存API的原理及应用。一、内核怎样保证各个进程寻址到同一个共享内存区域的内存页面1、page cache及swap cache中页面的区分:一个被访问文件的物理页面都驻留在page cache或swap cache中,一个页面的所有信息由struct page来描述。struct page中有一个域为指针mapping ,它指向一个struct address_space类型结构。page cache或swap cache中的所有页面就是根据address_space结构以及一个偏移量来区分的。2、文件与address_space结构的对应:一个具体的文件在打开后,内核会在内存中为之建立一个struct inode结构,其中的i_mapping域指向一个address_space结构。这样,一个文件就对应一个address_space结构,一个address_space与一个偏移量能够确定一个page cache 或swap cache中的一个页面。因此,当要寻址某个数据时,很容易根据给定的文件及数据在文件内的偏移量而找到相应的页面。3、进程调用mmap()时,只是在进程空间内新增了一块相应大小的缓冲区,并设置了相应的访问标识,但并没有建立进程空间到物理页面的映射。因此,第一次访问该空间时,会引发一个缺页异常。4、对于共享内存映射情况,缺页异常处理程序首先在swap cache中寻找目标页(符合address_space以及偏移量的物理页),如果找到,则直接返回地址;如果没有找到,则判断该页是否在交换区(swap area),如果在,则执行一个换入操作;如果上述两种情况都不满足,处理程序将分配新的物理页面,并把它插入到page cache中。进程最终将更新进程页表。
注:对于映射普通文件情况(非共享映射),缺页异常处理程序首先会在page cache中根据address_space以及数据偏移量寻找相应的页面。如果没有找到,则说明文件数据还没有读入内存,处理程序会从磁盘读入相应的页面,并返回相应地址,同时,进程页表也会更新。
5、所有进程在映射同一个共享内存区域时,情况都一样,在建立线性地址与物理地址之间的映射之后,不论进程各自的返回地址如何,实际访问的必然是同一个共享内存区域对应的物理页面。
注:一个共享内存区域可以看作是特殊文件系统shm中的一个文件,shm的安装点在交换区上。
上面涉及到了一些数据结构,围绕数据结构理解问题会容易一些。二、mmap()及其相关系统调用mmap()系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后,进程可以向访问普通内存一样对文件进行访问,不必再调用read(),write()等操作。注:实际上,mmap()系统调用并不是完全为了用于共享内存而设计的。它本身提供了不同于一般对普通文件的访问方式,进程可以像读写内存一样对普通文件的操作。而Posix或系统V的共享内存IPC则纯粹用于共享目的,当然mmap()实现共享内存也是其主要应用之一。1、mmap()系统调用形式如下:void* mmap ( void * addr , size_t len , int prot , int flags , int fd , off_t offset )
参数fd为即将映射到进程空间的文件描述字,一般由open()返回,同时,fd可以指定为-1,此时须指定flags参数中的MAP_ANON,表明进行的是匿名映射(不涉及具体的文件名,避免了文件的创建及打开,很显然只能用于具有亲缘关系的进程间通信)。len是映射到调用进程地址空间的字节数,它从被映射文件开头offset个字节开始算起。prot 参数指定共享内存的访问权限。可取如下几个值的或:PROT_READ(可读) , PROT_WRITE (可写), PROT_EXEC (可执行), PROT_NONE(不可访问)。flags由以下几个常值指定:MAP_SHARED , MAP_PRIVATE , MAP_FIXED,其中,MAP_SHARED , MAP_PRIVATE必选其一,而MAP_FIXED则不推荐使用。offset参数一般设为0,表示从文件头开始映射。参数addr指定文件应被映射到进程空间的起始地址,一般被指定一个空指针,此时选择起始地址的任务留给内核来完成。函数的返回值为最后文件映射到进程空间的地址,进程可直接操作起始地址为该值的有效地址。这里不再详细介绍mmap()的参数,读者可参考mmap()手册页获得进一步的信息。
2、系统调用mmap()用于共享内存的两种方式:(1)使用普通文件提供的内存映射:适用于任何进程之间;
此时,需要打开或创建一个文件,然后再调用mmap();典型调用代码如下:
fd=open(name, flag, mode);
ptr=mmap(NULL, len , PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED , fd , 0);
通过mmap()实现共享内存的通信方式有许多特点和要注意的地方,我们将在范例中进行具体说明。
(2)使用特殊文件提供匿名内存映射:适用于具有亲缘关系的进程之间;
由于父子进程特殊的亲缘关系,在父进程中先调用mmap(),然后调用fork()。那么在调用fork()之后,子进程继承父进程匿名映射后的地址空间,同样也继承mmap()返回的地址,这样,父子进程就可以通过映射区域进行通信了。注意,这里不是一般的继承关系。一般来说,子进程单独维护从父进程继承下来的一些变量。而mmap()返回的地址,却由父子进程共同维护。
对于具有亲缘关系的进程实现共享内存最好的方式应该是采用匿名内存映射的方式。此时,不必指定具体的文件,只要设置相应的标志即可,参见范例2。
3、系统调用munmap()int munmap( void * addr, size_t len )
该调用在进程地址空间中解除一个映射关系,addr是调用mmap()时返回的地址,len是映射区的大小。当映射关系解除后,对原来映射地址的访问将导致段错误发生。
4、系统调用msync()int msync ( void * addr , size_t len, int flags)
一般说来,进程在映射空间的对共享内容的改变并不直接写回到磁盘文件中,往往在调用munmap()后才执行该操作。可以通过调用msync()实现磁盘上文件内容与共享内存区的内容一致。
三、mmap()范例下面将给出使用mmap()的两个范例:范例1给出两个进程通过映射普通文件实现共享内存通信;范例2给出父子进程通过匿名映射实现共享内存。系统调用mmap()有许多有趣的地方,下面是通过mmap()映射普通文件实现进程间的通信的范例,我们通过该范例来说明mmap()实现共享内存的特点及注意事项。范例1:两个进程通过映射普通文件实现共享内存通信范例1包含两个子程序:map_normalfile1.c及map_normalfile2.c。编译两个程序,可执行文件分别为map_normalfile1及map_normalfile2。两个程序通过命令行参数指定同一个文件来实现共享内存方式的进程间通信。map_normalfile2试图打开命令行参数指定的一个普通文件,把该文件映射到进程的地址空间,并对映射后的地址空间进行写操作。map_normalfile1把命令行参数指定的文件映射到进程地址空间,然后对映射后的地址空间执行读操作。这样,两个进程通过命令行参数指定同一个文件来实现共享内存方式的进程间通信。下面是两个程序代码:/*-------------map_normalfile1.c-----------*/
#include &sys/mman.h&
#include &sys/types.h&
#include &fcntl.h&
#include &unistd.h&
typedef struct{
char name[4];
main(int argc, char** argv) // map a normal file as shared mem:
people *p_
fd=open(argv[1],O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,00777);
lseek(fd,sizeof(people)*5-1,SEEK_SET);
write(fd,"",1);
p_map = (people*) mmap( NULL,sizeof(people)*10,PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED,fd,0 );
close( fd );
temp = 'a';
for(i=0; i&10; i++)
temp += 1;
memcpy( ( *(p_map+i) ).name, &temp,2 );
( *(p_map+i) ).age = 20+i;
printf(" initialize over \n ");
sleep(10);
munmap( p_map, sizeof(people)*10 );
printf( "umap ok \n" );
/*-------------map_normalfile2.c-----------*/
#include &sys/mman.h&
#include &sys/types.h&
#include &fcntl.h&
#include &unistd.h&
typedef struct{
char name[4];
main(int argc, char** argv)
// map a normal file as shared mem:
people *p_
fd=open( argv[1],O_CREAT|O_RDWR,00777 );
p_map = (people*)mmap(NULL,sizeof(people)*10,PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED,fd,0);
for(i = 0;i&10;i++)
printf( "name: %s age %d;\n",(*(p_map+i)).name, (*(p_map+i)).age );
munmap( p_map,sizeof(people)*10 );
}map_normalfile1.c首先定义了一个people数据结构,(在这里采用数据结构的方式是因为,共享内存区的数据往往是有固定格式的,这由通信的各个进程决定,采用结构的方式有普遍代表性)。map_normfile1首先打开或创建一个文件,并把文件的长度设置为5个people结构大小。然后从mmap()的返回地址开始,设置了10个people结构。然后,进程睡眠10秒钟,等待其他进程映射同一个文件,最后解除映射。map_normfile2.c只是简单的映射一个文件,并以people数据结构的格式从mmap()返回的地址处读取10个people结构,并输出读取的值,然后解除映射。分别把两个程序编译成可执行文件map_normalfile1和map_normalfile2后,在一个终端上先运行./map_normalfile2 /tmp/test_shm,程序输出结果如下:initialize over
umap ok在map_normalfile1输出initialize over 之后,输出umap ok之前,在另一个终端上运行map_normalfile2 /tmp/test_shm,将会产生如下输出(为了节省空间,输出结果为稍作整理后的结果):name: b age 20; name: c age 21; name: d age 22; name: e age 23; name: f age 24;
name: g age 25; name: h age 26; name: I age 27; name: j age 28; name: k age 29;在map_normalfile1 输出umap ok后,运行map_normalfile2则输出如下结果:name: b age 20; name: c age 21; name: d age 22; name: e age 23; name: f age 24;
name: age 0; name: age 0; name: age 0; name: age 0; name: age 0;从程序的运行结果中可以得出的结论1、 最终被映射文件的内容的长度不会超过文件本身的初始大小,即映射不能改变文件的大小;2、 可以用于进程通信的有效地址空间大小大体上受限于被映射文件的大小,但不完全受限于文件大小。打开文件被截短为5个people结构大小,而在map_normalfile1中初始化了10个people数据结构,在恰当时候(map_normalfile1输出initialize over 之后,输出umap ok之前)调用map_normalfile2会发现map_normalfile2将输出全部10个people结构的值,后面将给出详细讨论。
注:在linux中,内存的保护是以页为基本单位的,即使被映射文件只有一个字节大小,内核也会为映射分配一个页面大小的内存。当被映射文件小于一个页面大小时,进程可以对从mmap()返回地址开始的一个页面大小进行访问,而不会出错;但是,如果对一个页面以外的地址空间进行访问,则导致错误发生,后面将进一步描述。因此,可用于进程间通信的有效地址空间大小不会超过文件大小及一个页面大小的和。
3、 文件一旦被映射后,调用mmap()的进程对返回地址的访问是对某一内存区域的访问,暂时脱离了磁盘上文件的影响。所有对mmap()返回地址空间的操作只在内存中有意义,只有在调用了munmap()后或者msync()时,才把内存中的相应内容写回磁盘文件,所写内容仍然不能超过文件的大小。范例2:父子进程通过匿名映射实现共享内存#include &sys/mman.h&
#include &sys/types.h&
#include &fcntl.h&
#include &unistd.h&
typedef struct{
char name[4];
main(int argc, char** argv)
people *p_
p_map=(people*)mmap(NULL,sizeof(people)*10,PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS,-1,0);
if(fork() == 0)
for(i = 0;i&5;i++)
printf("child read: the %d people's age is %d\n",i+1,(*(p_map+i)).age);
(*p_map).age = 100;
munmap(p_map,sizeof(people)*10); //实际上,进程终止时,会自动解除映射。
temp = 'a';
for(i = 0;i&5;i++)
temp += 1;
memcpy((*(p_map+i)).name, &temp,2);
(*(p_map+i)).age=20+i;
printf( "parent read: the first people,s age is %d\n",(*p_map).age );
printf("umap\n");
munmap( p_map,sizeof(people)*10 );
printf( "umap ok\n" );
}考察程序的输出结果,体会父子进程匿名共享内存:child read: the 1 people's age is 20
child read: the 2 people's age is 21
child read: the 3 people's age is 22
child read: the 4 people's age is 23
child read: the 5 people's age is 24
parent read: the first people,s age is 100
umap ok四、对mmap()返回地址的访问前面对范例运行结构的讨论中已经提到,linux采用的是页式管理机制。对于用mmap()映射普通文件来说,进程会在自己的地址空间新增一块空间,空间大小由mmap()的len参数指定,注意,进程并不一定能够对全部新增空间都能进行有效访问。进程能够访问的有效地址大小取决于文件被映射部分的大小。简单的说,能够容纳文件被映射部分大小的最少页面个数决定了进程从mmap()返回的地址开始,能够有效访问的地址空间大小。超过这个空间大小,内核会根据超过的严重程度返回发送不同的信号给进程。可用如下图示说明:注意:文件被映射部分而不是整个文件决定了进程能够访问的空间大小,另外,如果指定文件的偏移部分,一定要注意为页面大小的整数倍。下面是对进程映射地址空间的访问范例:#include &sys/mman.h&
#include &sys/types.h&
#include &fcntl.h&
#include &unistd.h&
typedef struct{
char name[4];
main(int argc, char** argv)
int pagesize,
people *p_
pagesize = sysconf(_SC_PAGESIZE);
printf("pagesize is %d\n",pagesize);
fd = open(argv[1],O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC,00777);
lseek(fd,pagesize*2-100,SEEK_SET);
write(fd,"",1);
offset = 0; //此处offset = 0编译成版本1;offset = pagesize编译成版本2
p_map = (people*)mmap(NULL,pagesize*3,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,offset);
close(fd);
for(i = 1; i&10; i++)
(*(p_map+pagesize/sizeof(people)*i-2)).age = 100;
printf("access page %d over\n",i);
(*(p_map+pagesize/sizeof(people)*i-1)).age = 100;
printf("access page %d edge over, now begin to access page %d\n",i, i+1);
(*(p_map+pagesize/sizeof(people)*i)).age = 100;
printf("access page %d over\n",i+1);
munmap(p_map,sizeof(people)*10);
}如程序中所注释的那样,把程序编译成两个版本,两个版本主要体现在文件被映射部分的大小不同。文件的大小介于一个页面与两个页面之间(大小为:pagesize*2-99),版本1的被映射部分是整个文件,版本2的文件被映射部分是文件大小减去一个页面后的剩余部分,不到一个页面大小(大小为:pagesize-99)。程序中试图访问每一个页面边界,两个版本都试图在进程空间中映射pagesize*3的字节数。版本1的输出结果如下:pagesize is 4096
access page 1 over
access page 1 edge over, now begin to access page 2
access page 2 over
access page 2 over
access page 2 edge over, now begin to access page 3
//被映射文件在进程空间中覆盖了两个页面,此时,进程试图访问第三个页面版本2的输出结果如下:pagesize is 4096
access page 1 over
access page 1 edge over, now begin to access page 2
//被映射文件在进程空间中覆盖了一个页面,此时,进程试图访问第二个页面结论:采用系统调用mmap()实现进程间通信是很方便的,在应用层上接口非常简洁。内部实现机制区涉及到了linux存储管理以及文件系统等方面的内容,可以参考一下相关重要数据结构来加深理解。在本专题的后面部分,将介绍系统v共享内存的实现。
参考资料 [1] Understanding the Linux Kernel, 2nd Edition, By Daniel P. Bovet, Marco Cesati , 对各主题阐述得重点突出,脉络清晰。[2] UNIX网络编程第二卷:进程间通信,作者:W.Richard Stevens,译者:杨继张,清华大学出版社。对mmap()有详细阐述。[3] Linux内核源代码情景分析(上),毛德操、胡希明著,浙江大学出版社,给出了mmap()相关的源代码分析。[4]mmap()手册
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static.content.url=/developerworks/js/artrating/SITE_ID=10Zone=LinuxArticleID=22175ArticleTitle=Linux环境进程间通信(五): 共享内存(上)publish-date=工具类服务
编辑部专用服务
作者专用服务
一种基于共享内存的进程间通讯方法
申请(专利)号:
申请日期:
公开(公告)日:
公开(公告)号:
主分类号:
G06F9/54,G06F9/00,G,G06,G06F,G06F9
G06F9/54,G06F9/00,G06F9/44,G06F9/00,G,G06,G06F,G06F9,G06F9/54,G06F9/00,G06F9/44,G06F9/00
申请(专利权)人:
中国科学院信息工程研究所
发明(设计)人:
刘庆云,李世明,刘洋,秦鹏,郑超,孙永,周舟,杨威
主申请人地址:
100093 北京市海淀区闵庄路甲89号
专利代理机构:
北京轻创知识产权代理有限公司 11212
国别省市代码:
一种基于共享内存的多进程间通讯方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:写进程创建包括管理单元、循环队列和内存池的共享内存,并在管理单元中存储关于整个共享内存的管理信息;步骤2:写进程从管理单元中获取关于当前写进程的操作位置,根据每次待写入数据的大小,顺序开辟与待存入数据大小等大的第N(N=1,2,3…)存储块,将待写入的数据存入相应存储块中;步骤3:开辟第N存储块时,记录所述第N存储块的大小、起始位置、结束位置以及存储的是否为完整数据,上述记录的信息形成第N结构体,并存入循环队列的队尾指针处;同时更新管理单元中关于当前写进程的操作位置的记录;步骤4:在执行步骤2至3的同时,一个或若干个读进程可对共享内存进行读操作;步骤5:每个读进程自循环队列的队头开始,依次读取第N(N=1,2,3…)结构体;步骤6:判断第N结构体是否处于循环队列的队尾,如果是队尾,说明该结构体对应的存储块正在进行写操作,则等待,等到队尾指针不指向该结构体时,执行步骤7;如果不是队尾,则直接执行步骤7;步骤7:根据该结构体中关于第N存储块的位置信息,读取内存池中相应第N存储块中的数据;步骤8:判断所述写进程是否还要向内存池写入数据,如果是,返回步骤2;否则判断内存池中数据是否都已读完,如果未读完则返回步骤5;否则结束。
法律状态:
公开,公开,公开,实质审查的生效,实质审查的生效,实质审查的生效
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& 综合 & 正文
使用DLL在进程间共享内存_如何在多进程中用共享DLL
共享数据DLL允许进程以类似于Windows 3.1 DLL共享数据的方式访问读写数据,多个进程都可以对该共享数据DLL进行数据操作,达到共享数据的目的。在WIN32中为建立共享内存,必须执行以下步骤: 首先创建一个有名的数据区。这在Visual C++中是使用data_seg pragma宏。使用data_seg pragma宏必须注意数据的初始化: #pragma data_seg("MYSEC") char MySharedData[4096]={0}; #pragma data_seg() 然后在用户的DEF文件中为有名的数据区设定共享属性。 LIBRARY TEST DATA READ WRITE SECTIONS .MYSEC READ WRITE SHARED
这样每个附属于DLL的进程都将接受到属于自己的数据拷贝,一个进程的数据变化并不会反映到其他进程的数据中。
在DEF文件中适当地输出数据。以下的DEF文件项说明了如何以常数变量的形式输出MySharedData。 EXPORTS MySharedData CONSTANT 最后在应用(进程)按外部变量引用共享数据。 extern _export"C"{char * MySharedData[];} 进程中使用该变量应注意间接引用。 m_pStatic=(CEdit*)GetDlgItem(IDC_SHARED); m_pStatic-&GetLine(0,*MySharedData,80);
&&&&推荐文章:
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Windows核心编程(8)
&&& 在Windows程序中,各个进程之间常常需要交换数据,进行数据通讯。WIN32 API提供了许多函数使我们能够方便高效的进行进程间的通讯,通过这些函数我们可以控制不同进程间的数据交换.
&&& 进程间通讯(即:同机通讯)和数据交换有多种方式:消息、共享内存、匿名(命名)管道、邮槽、Windows套接字等多种技术。“共享内存”(shared
memory)可以定义为对一个以上的进程是可见的内存或存在于多个进程的虚拟地址空间。例如:如果两个进程使用相同的DLL,只把DLL的代码页装入内存一次,其他所有映射这个DLL的进程只要共享这些代码页就可以了;利用消息机制实现IPC虽然有交换的数据量小、携带的信息少等缺点,但由于其实现方便、应用灵活而广泛应用于无须大量、频繁数据交换的内部进程通讯系统之中。
二、同机进程间共享内存的实现
&&& 采用内存映射文件实现WIN32进程间的通讯:Windows中的内存映射文件的机制为我们高效地操作文件提供了一种途径,它允许我们在WIN32进程中保留一段内存区域,把硬盘或页文件上的目标文件映射到这段虚拟内存中。注意:在程序实现中必须考虑各进程之间的同步问题。
具体实现步骤如下:
1、在服务器端进程中调用内存映射API函数CreateFileMapping创建一个有名字标识的共享内存;
函数CreateFileMapping原型
HANDLE CreateFileMapping (
HANDLE hFile, // 映射文件的句柄,若设为0xFFFFFFFF(即:INVALID_HANDLE_VALUE)则创建一个进程间共享的对象
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes, //安全属性
DWORD flProtect, //保护方式
DWORD dwMaximumSizeHigh, //对象的大小
DWORD dwMaximumSizeLow,
LPCTSTR lpName // 映射文件名,即共享内存的名称 );
与虚拟内存类似,保护方式参数可以是PAGE_READONLY或是PAGE_READWRITE。如果多进程都对同一共享内存进行写访问,则必须保持相互间同步。映射文件还可以指定PAGE_WRITECOPY标志,可以保证其原始数据不会遭到破坏,同时允许其他进程在必要时自由的操作数据的拷贝。
例如:创建一个名为“zzj”的长度为4096字节的有名映射文件:
HANDLE m_hMapFile=CreateFileMapping((HANDLE)0xFFFFFFFF),
NULL,PAGE_READWRITE,0,0x1000,&
2、在创建文件映射对象后,服务器端进程调用MapViewOfFile函数映射到本进程的地址空间内;
例:映射缓存区视图
void* m_pBaseMapFile=MapViewOfFile(m_hMapFile,
FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE,0,0,0);
3、客户端进程访问共享内存对象,需要通过内存对象名调用OpenFileMapping函数,以获得共享内存对象的句柄
HANDLE m_hMapFile =OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE,FALSE,&
4、如果客户端进程获得共享内存对象的句柄成功,则调用MapViewOfFile函数来映射对象视图。用户可以使用该对象视图来进行数据读写操作,以达到数据通讯的目的。
例:映射缓存区视图
void* m_pBaseMapFile=MapViewOfFile(m_hMapFile,FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE,0,0,0);
5、当用户进程结束使用共享内存后,调用UnmapViewOfFile函数以取消其地址空间内的视图:
if (m_pBaseMapFile)
&& UnmapViewOfFile(m_pBaseMapFile);
&& SharedMapView=NULL;
三、使用文件映射实现共享内存。
&&& FileMapping用于将存在于磁盘的文件放进一个进程的虚拟地址空间,并在该进程的虚拟地址空间中产生一个区域用于“存放”该文件,这个空间就叫做File
View(存放在进程的虚拟内存中),系统并同时产生一个File Mapping Object(存放于物理内存中)用于维持这种映射关系,这样当多个进程需要读写那个文件的数据时,它们的File View其实对应的都是同一个File
Mapping Object,这样做可节省内存和保持数据的同步性,并达到数据共享的目的。
&&& 当然在一个应用向文件中写入数据时,其它进程不应该去读取这个正在写入的数据。这就需要进行一些同步的操作。下边来看一下具体的API。
CreateFileMaping的用法:
HANDLE CreateFileMapping( //返回FileMapping Object的句柄
HANDLE hFile, //想要产生映射的文件的句柄
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, //安全属性(只对NT和2000生效)
DWORD flProtect, //保护标致
DWORD dwMaximumSizeHigh, //在DWORD的高位中存放
File Mapping Object //的大小
DWORD dwMaximumSizeLow, //在DWORD的低位中存放
File Mapping Object //的大小(通常这两个参数有一个为0)
LPCTSTR lpName //File Mapping Object的名称。
1)物理文件句柄
任何可以获得的物理文件句柄,如果你需要创建一个物理文件无关的内存映射也无妨,将它设置成为 0xFFFFFFFF(INVALID_HANDLE_VALUE)就可以了.
如果需要和物理文件关联,要确保你的物理文件创建的时候的访问模式和&保护设置&匹配,比如:物理文件只读,内存映射需要读写就会发生错误。推荐你的物理文件使用独占方式创建。
如果使用 INVALID_HANDLE_VALUE,也需要设置需要申请的内存空间的大小,无论物理文件句柄参数是否有效,这样
CreateFileMapping就可以创建一个和物理文件大小无关的内存空间给你,甚至超过实际文件大小,如果你的物理文件有效,而大小参数为0,则返回给你的是一个和物理文件大小一样的内存空间地址范围。返回给你的文件映射地址空间是可以通过复制,集成或者命名得到,初始内容为0。
2)保护设置
就是安全设置,不过一般设置NULL就可以了,使用默认的安全配置.
在win2k下如果需要进行限制,这是针对那些将内存文件映射共享给整个网络上面的应用进程使用是,可以考虑进行限制.
3)高位文件大小
32位地址空间,设置为0。
4) 共享内存名称
命名可以包含 &Global&或者 &Local&
前缀在全局或者会话名空间初级文件映射.其他部分可以包含任何除了()以外的字符,可以参考
Kernel Object Name Spaces.
5)调用CreateFileMapping的时候GetLastError的对应错误
ERROR_FILE_INVALID
如果企图创建一个零长度的文件映射,应有此报
ERROR_INVALID_HANDLE
如果发现你的命名内存空间和现有的内存映射,互斥量,信号量,临界区同名就麻烦了
ERROR_ALREADY_EXISTS
表示内存空间命名已经存在
使用函数CreateFileMapping创建一个想共享的文件数据句柄,然后使用MapViewOfFile来获取共享的内存地址,然后使用OpenFileMapping函数在另一个进程里打开共享文件的名称,这样就可以实现不同的进程共享数据。
代码示例:这个程序包括一个客户端和一个服务端,服务端创建共享内存,客户端打开共享内存,两者通过两个事件互斥访问共享内存,实现一个小功能,就是服务端进程从控制台读入数据发送给客户端进程。
#include &stdafx.h&
#include &Windows.h&
#include &iostream&
int main()
HANDLE hMutex
HANDLE hFileMapping
LPVOID lpShareMemory = NULL;
HANDLE hServerWriteOver = NULL;
HANDLE hClientReadOver = NULL;
//create share memory
hFileMapping = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE,
PAGE_READWRITE,
L&ShareMemoryTest&);
if (NULL == hFileMapping)
cout && &CreateFileMapping fail:& && GetLastError() &&
goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;
lpShareMemory = MapViewOfFile(hFileMapping,
FILE_MAP_ALL_ACCESS,
//memory start address
//all memory space
if (NULL == lpShareMemory)
cout && &MapViewOfFile& && GetLastError() &&
goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;
hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, L&SM_Mutex&);
if (NULL == hMutex || ERROR_ALREADY_EXISTS == GetLastError())
cout && &CreateMutex& && GetLastError() &&
goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;
}//多个线程互斥访问
//send data
hServerWriteOver = CreateEvent(NULL,
L&ServerWriteOver&);
hClientReadOver = CreateEvent(NULL,
L&ClientReadOver&);
if (NULL == hServerWriteOver ||
NULL == hClientReadOver)
cout && &CreateEvent& && GetLastError() &&
goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;
char p = 0;
char* q = (char*)lpShareM
p = getchar();
if (WaitForSingleObject(hClientReadOver, 5*1000) != WAIT_OBJECT_0)
goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;
if (!ResetEvent(hClientReadOver)) goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;//把指定的事件对象设置为无信号状态
if (!SetEvent(hServerWriteOver)) goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;//把指定的事件对象设置为有信号状态
} while (p != '\n');
SERVER_SHARE_MEMORY_END:
//release share memory
if (NULL != hServerWriteOver) CloseHandle(hServerWriteOver);
if (NULL != hClientReadOver) CloseHandle(hClientReadOver);
if (NULL != lpShareMemory)
UnmapViewOfFile(lpShareMemory);
if (NULL != hFileMapping)
CloseHandle(hFileMapping);
if (NULL != hMutex)
ReleaseMutex(hMutex);
#include &stdafx.h&
#include &Windows.h&
#include &iostream&
int main()
HANDLE hMutex
HANDLE hFileMapping
LPVOID lpShareMemory = NULL;
HANDLE hServerWriteOver = NULL;
HANDLE hClientReadOver = NULL;
hMutex = OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,
L&SM_Mutex&);
if (NULL == hMutex)
if (ERROR_FILE_NOT_FOUND == GetLastError())
cout && &OpenMutex fail: file not found!& &&
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
cout && &OpenMutex fail:& && GetLastError() &&
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
if (WaitForSingleObject(hMutex, 5000) != WAIT_OBJECT_0)//hMutex 一旦互斥对象处于有信号状态,则该函数返回
DWORD dwErr = GetLastError();
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
//open share memory
hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS,
L&ShareMemoryTest&);
if (NULL == hFileMapping)
cout && &OpenFileMapping& && GetLastError() &&
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
lpShareMemory = MapViewOfFile(hFileMapping,
FILE_MAP_ALL_ACCESS,
if (NULL == lpShareMemory)
cout && &MapViewOfFile& && GetLastError() &&
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
//read and write data
hServerWriteOver = CreateEvent(NULL,
L&ServerWriteOver&);
hClientReadOver = CreateEvent(NULL,
L&ClientReadOver&);
if (NULL == hServerWriteOver ||
NULL == hClientReadOver)
cout && &CreateEvent& && GetLastError() &&
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
char p = 0;
char* q = (char*)lpShareM
if (!SetEvent(hClientReadOver))
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
if (WaitForSingleObject(hServerWriteOver, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
putchar(p);
if (!ResetEvent(hServerWriteOver))
goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;
} while (p != '\n');
CLIENT_SHARE_MEMORY_END:
//release share memory
if (NULL != hServerWriteOver) CloseHandle(hServerWriteOver);
if (NULL != hClientReadOver) CloseHandle(hClientReadOver);
if (NULL != lpShareMemory)
UnmapViewOfFile(lpShareMemory);
if (NULL != hFileMapping)
CloseHandle(hFileMapping);
if (NULL != hMutex)
ReleaseMutex(hMutex);
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