Linux下多任务间通信和同步-mmap共享内存
Linux下多任务间通信和同步-mmap共享内存
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1.简介共享内存可以说是最有用的进程间通信方式.两个不用的进程共享内存的意思是:同一块物理内存被映射到两个进程的各自的进程地址空间.一个进程可以及时看到另一个进程对共享内存的更新,反之亦然.
采用共享内存通信的一个显而易见的好处效率高,因为进程可以直接读写内存,而不需要任何数据的复制.对于向管道和消息队列等通信等方式,则需要在内核和用户空间进行四次的数据复制,而共享内存则只需要两次数据复制:一次从输入文件到共享内存区,另一个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,知道通信完毕为止,这样,数据内容就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非常高.
linux从2.2内核开始就支持多种共享内存方式,如mmap系统调用,Posix共享内存,以及System V共享内存.本文主要介绍mmap系统调用的原理及应用.后续的文章会讲解System V共享内存.
2.mmap系统调用mmap系统调用是的是的进程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,进程可以向像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.与mmap系统调用配合使用的系统调用还有munmap,msync等.
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,是进程可以像读写内存一样对普通文件操作.而Posix或System V的共享内存则是纯粹用于共享内存的,当然mmap实现共享内存也是主要应用之一.
文件被映射后,调用mmap的进程对返回地址的访问其实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是在内存中才有意义,只有在调用了munmap或或者msync时,才把内存中的相应内容写回磁盘文件.