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  • 但是只是在创建shmid的时候使用key不同而已,而且和管道不同的是,共享内存的读取可以重复无数次,而管道不能重复读取,读取一次以后管道中将没有数据. 如果是普通进程自己的通信,需要一个key避免共享内存重合.key的...

    共享内存就是在内核空间中开辟一块区域用来进程间共享访问来达到进程间通信的目的.和管道类似,也分为亲缘进程间通信和普通进程间通信两种.但是只是在创建shmid的时候使用key不同而已,而且和管道不同的是,共享内存的读取可以重复无数次,而管道不能重复读取,读取一次以后管道中将没有数据.

    如果是普通进程自己的通信,需要一个key避免共享内存重合.key的生成建议是用ftok函数进行生成,相同的key指向的共享内存空间相同,两个进程使用相同的key就可以使用同一块共享内存空间了.

    #include <sys/types.h>

    #include <sys/ipc.h>

    ket_t ftok(char * fname, int id);//fname 已经存在的文件名 id 子序列号

    返回值为int型的key.

    接着分配或者得到共享内存并得到共享内存标识符

    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/shm.h>
    int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);//key就是上面生成的(亲缘进程为0),size为共享内存的大小
    //shmflg操作标识,0:取共享内存标识符,若不存在则函数会报错,IPC_CREAT:当shmflg&IPC_CREAT为真时,如果内核中不存在键值与key相等的共享内存,则新建一个共享内存;如果存在这样的共享内存,返回此共享内存的标识符,IPC_CREAT|IPC_EXCL:如果内核中不存在键值 与key相等的共享内存,则新建一个共享内存;如果存在这样的共享内存则报错.
    返回值 -1出错,成功返回shmid(共享内存标识符)
     
    得到共享内存标识符以后一般还要将在内核空间中的共享内存映射到用户空间去,方便操作.
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/shm.h>
    void *shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);//shmid,之前获取到的共享内存标识符,shmaddr:映射到用户空间的地址,shmflg:操作,默认为0,读写操作,SHM_RDONLY:为只读模式;
     
    获取到了映射的以后的地址,我们就可以像操作malloc函数获得到的内存一样进行读写操作来进行通信了.
     
    写数据:
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/shm.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <string.h>
    
    int main(int argc,char *argv[]){
    	int key = 0;
    	char *memery = NULL;
    	int shmid = 0;
    
    	key = ftok("./",0);
    
    	shmid = shmget(key,1024,IPC_CREAT | 0666);//创建和设置共享内存
    	if(shmid > 0){
    		printf("shared menery succeed\n");
    	}else{
    		printf("creat failed\n");
    		return -1;
    	}
    
    	memery = (char *)shmat(shmid,NULL,0);//得到映射以后的地址
    
    	if((void *)memery == (void *)-1){
    		printf("get the addr failed\n");
    		shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);//出错以后关闭内核共享内存
    		return -2;
    	}
    
    	strcpy(memery,"hello shared memery");//将数据写了入共享内存
    
    	sleep(20);//等待其他进程读取数据
    
    	shmdt((void *)memery);//删除映射
    	shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);//关闭内核的共享内存
    	
    	return 0;
    }
    

      读数据:

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/shm.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <string.h>
    
    int main(int argc,char *argv[]){
    	int key = 0;
    	char *memery = NULL;
    	int shmid = 0;
    
    	key = ftok("sig.c",0);
    
    	shmid = shmget(key,1024,IPC_CREAT | 0666);
    	if(shmid > 0){
    		printf("shared menery succeed\n");
    	}else{
    		printf("creat failed\n");
    		return -1;
    	}
    
    	memery = (char *)shmat(shmid,NULL,0);
    
    	if((void *)memery == (void *)-1){
    		printf("get the addr failed\n");
    		shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
    		return -2;
    	}
    //上面的代码和写操作是一样的,都是要获取到共享内存的映射到用户空间的地址
    	sleep(2);//等待其他进程写数据
    	printf("%s\n",memery);//打印内容
    	
    
    	shmdt((void *)memery);
    	shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL);
    	
    	return 0;
    }
    

      

    转载于:https://www.cnblogs.com/CHYI1/p/5402407.html

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  • 共享内存主要用于不同进程之间相互通信,因为操作的是同一块地址,不需要内核和用户层之间数据拷贝,属于最快的进程通信方式,不过,为了防止读写冲突,一般需要额外的同步手段。之前介绍了SystemV共享内存使用...

    1. 共享内存简介

    共享内存主要用于不同进程之间相互通信,因为操作的是同一块地址,不需要内核和用户层之间数据拷贝,属于最快的进程间通信方式,不过,为了防止读写冲突,一般需要额外的同步手段。之前介绍了SystemV共享内存的使用方式,今天介绍下Posix共享内存。Posix 共享内存API主要有这几个,shm_open,用于获取或者创建一个共享内存文件描述符,ftruncate,用于设置共享内存的大小,新建的共享内存大小为0,mmap,用于将共享内存文件映射到进程的虚拟地址空间,其实共享内存真正核心的工作主要在于mmap,不过mmap是另外一个话题,暂时不讨论。munmap,和mmap作用相反。shm_unlink,移除共享内存。close关闭shm_open获取的文件描述符,通常mmap之后就可以关闭了。fstat获取共享内存的信息,比如大小。下面介绍下相关API接口

    2. API接口

    2.1 创建共享内存

    #include <sys/mman.h>
    #include <sys/stat.h> /* For mode constants */
    #include <fcntl.h> /* For O_* constants */
    
    /**
    * @brief 创建或获取已存在的共享内存
    *
    * @params name 共享内存名字,以斜杠开头'/',不超过NAME_MAX(255)字符
    * @params oflag O_RDONLY| O_RDWR| O_CREAT| O_EXCL| O_TRUNC
    * @params mode 设置一些权限,通常使用0即可
    *
    * @returns 成功返回文件描述符,失败返回-1
    **/
    
    int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);

    2.2 设置共享内存大小

    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    
    /**
    * @brief 修改fd的大小
    *
    * @returns 成功返回0,失败返回-1
    **/
    
    int ftruncate(int fd, off_t length);

    2.3 查询共享内存文件大小

    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    
    /**
    * @brief 查询fd的信息
    * @param fd 要查询的文件描述符
    * @param buf 用于保存查询结果的buffer
    * @returns 成功返回0,失败返回-1
    **/
    
    struct stat {
        dev_t     st_dev;     /* ID of device containing file */
        ino_t     st_ino;     /* inode number */
        mode_t    st_mode;    /* protection */
        nlink_t   st_nlink;   /* number of hard links */
        uid_t     st_uid;     /* user ID of owner */
        gid_t     st_gid;     /* group ID of owner */
        dev_t     st_rdev;    /* device ID (if special file) */
        off_t     st_size;    /* total size, in bytes */
        blksize_t st_blksize; /* blocksize for file system I/O */
        blkcnt_t  st_blocks;  /* number of 512B blocks allocated */
        time_t    st_atime;   /* time of last access */
        time_t    st_mtime;   /* time of last modification */
        time_t    st_ctime;   /* time of last status change */
    };
    
    int fstat(int fd, struct stat *buf);

    2.4 映射共享内存

    #include <sys/mman.h>
    
    
    /**
    * @brief 映射共享内存到进程自身虚拟地址空间
    *
    * @params addr 映射到的地址,通常设置为NULL,表示内核自己选择合适地址。
    * @params length 映射的共享内存大小
    * @params prot 保护标志位,可选PROT_EXEC| PROT_READ| PROT_WRITE| PROT_NONE
    * @params flags 可选
    * MAP_SHARED,共享模式,修改对其它进程可见
    * MAP_PRIVATE 私有映射,对共享内存的修改对其它进程不可见。
    * @params fd 被映射的共享内存文件描述符
    * @params offset 文件偏移值,通常填0
    * @returns 成功返回共享内存地址,失败返回-1
    **/
    
    void *mmap(void *addr, size_t length,int prot, int flags ,
               int fd, off_t offset);
    
    /**
    * @brief 删除mmap的映射
    *
    * @params addr 映射到的地址
    * @params length 映射的共享内存大小
    * @returns 成功返回0址,失败返回-1
    **/
    
    int munmap(void *addr, size_t length);

    2.5 删除共享内存

    #include <sys/mman.h>
    #include <sys/stat.h> /* For mode constants */
    #include <fcntl.h> /* For O_* constants */
    
    /**
    * @brief 删除共享内存,只有当所有进程都取消映射后才销毁它
    *
    * @params name 共享内存名字
    *
    * @returns 成功返回0,失败返回-1
    **/
    
    int shm_unlink(const char *name);
    
    # 编译加上 -lrt选项
    Link with -lrt.

    3. 共享内存示例

    这里仅简单读写,没有考虑同步。

    3.1 写共享内存

    #include <sys/mman.h>
    #include <sys/stat.h> /* For mode constants */
    #include <fcntl.h> /* For O_* constants */
    #include <error.h>
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <string.h>
    
    #define SHM_NAME "/shm0"
    #define SHM_SIZE 4096
    
    int main(int argc, char** argv)
    {
        if (argc < 2)
        {
            printf("Usage: ./shm_write msg\n");
            return -1;
        }
    
        // 创建或打开已存在的共享内存
        int shm_fd = shm_open(SHM_NAME, O_RDWR|O_CREAT, 0);
        if (shm_fd == -1)
        {
            perror("shm_open error");
            return -1;
        }
    
        // 设置共享内存大小
        if (ftruncate(shm_fd, SHM_SIZE))
        {
            perror("ftruncate error");
            return -1;
        }
    
        // 映射共享内存
        char* buffer = (char *)mmap(NULL, SHM_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
        if (buffer == (char *)MAP_FAILED)
        {
            perror("mmap error");
            return -1;
        }
    
        // 关闭共享内存文件描述符,并不影响映射
        close(shm_fd);
    
        // 写共享内存
        strncpy(buffer, argv[1], strlen(argv[1]));
        
        // 删除共享内存
        //shm_unlink(shm_fd);
        return 0;
    }

    3.2 读共享内存

    #include <sys/mman.h>
    #include <sys/stat.h> /* For mode constants */
    #include <fcntl.h> /* For O_* constants */
    #include <error.h>
    #include <stdio.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <string.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <unistd.h>
    
    #define SHM_NAME "/shm0"
    #define SHM_SIZE 4096
    
    int main()
    {
        // 创建或打开共享内存
        int shm_fd = shm_open(SHM_NAME, O_RDWR|O_CREAT, 0);
        if (shm_fd == -1)
        {
            perror("shm_open error");
            return -1;
        }
    
        // 获取共享内存大小,读取的时候要用
        struct stat stat={0};
        if (fstat(shm_fd, &stat))
        {
            perror("fstat error");
            return -1;
        }
    
        // 映射共享内存,大小为上一步获取的大小
        char* buffer = (char*)mmap(NULL, stat.st_size, PROT_READ, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
        if (buffer == (char *)MAP_FAILED)
        {
            perror("mmap error");
            return -1;
        }
        // 关闭文件描述符
        close(shm_fd);
    
        // 读取共享内存
        printf("Read Msg:%s\n", buffer);
        
        // 删除共享内存
        shm_unlink(SHM_NAME);
        return 0;
    }

    3.3 编译&运行

    default:
    	gcc -o shm_read shm_read.c -lrt
    	gcc -o shm_write shm_write.c -lrt
    clean:
    	rm -rf shm_write shm_read

    4. 参考文档

    https://www.man7.org/linux/man-pages/man7/mq_overview.7.html

    ================================================================================================

    Linux应用程序、内核、驱动、后台开发交流讨论群(745510310),感兴趣的同学可以加群讨论、交流、资料查找等,前进的道路上,你不是一个人奥^_^。...
     

     

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  • 如果没有深入和暗淡地重写Python核心运行时(为了允许强制使用给定的共享内存段并确保不同进程之间的兼容地址的分配器),就无法在任何一般意义上“共享内存中的对象”.该列表将保存一百万个元组地址,每个元组由其所有...

    如果没有深入和暗淡地重写Python核心运行时(为了允许强制使用给定的共享内存段并确保不同进程之间的兼容地址的分配器),就无法在任何一般意义上“共享内存中的对象”.该列表将保存一百万个元组地址,每个元组由其所有项目的地址组成,并且这些地址中的每一个都将由pymalloc以一种不可避免地在进程之间变化并在整个堆中传播的方式分配.

    在除了Windows之外的几乎所有系统上,只要父进程不改变那些对象,就可以生成一个对父进程空间中的对象具有基本只读访问权限的子进程.这是通过调用os.fork()获得的,它实际上“快照”了当前进程的所有内存空间,并在复制/快照上启动另一个同时进程.在所有现代操作系统上,由于“写入时复制”方法,这实际上非常快:虚拟内存的页面在fork之后没有被任何进程更改,而是没有真正复制(相同页面的访问是共享的) ;只要任一进程修改先前共享页面中的任何位,poof,该页面被复制,并且页面表被修改,因此修改过程现在具有其自己的副本,而另一个进程仍然看到原始副本.

    在某些情况下,这种极其有限的共享形式仍然可以成为救星(尽管它非常有限:请记住,例如,由于引用计数,添加对共享对象的引用会被视为“更改”该对象,因此会强制页面复制!)…除了在Windows上,当然,它不可用.有了这个例外(我认为不会涵盖你的用例),共享包含其他对象的引用/指针的对象图基本上是不可行的 – 几乎任何对现代语言感兴趣的对象(包括Python)属于这种分类.

    在极端(但足够简单)的情况下,可以通过放弃这种对象图的本机存储器表示来获得共享.例如,一个包含十六个浮点数的一百万个元组的列表实际上可以表示为128 MB共享内存的单个块 – 所有16M浮点数都是双精度IEEE表示的端到端放置 – 有一些小垫片顶部“使它看起来像”你正在以正常的方式解决问题(当然,不那么小的一点一点的垫片也必须处理极其毛茸茸的进程间同步问题,肯定会出现;-).从那里开始它只会变得更加毛茸茸.

    现代的并发方法越来越蔑视共享 – 任何方法都支持无共享方式,其中任务通过消息传递进行通信(即使在使用线程和共享地址空间的多核系统中,同步问题和性能也会遇到硬件)在缓存,流水线档位等方面,当大面积的内存被多个内核同时主动修改时,就会引起人们的注意.

    例如,Python标准库中的多处理模块主要依赖于酸洗和来回发送对象,而不是共享内存(当然不是以R / W方式! – ).

    我意识到这对OP来说不是一个受欢迎的消息,但如果他确实需要将多个处理器用于工作,那么他最好考虑一下他们必须共享的任何内容,以便可以通过消息传递来访问和修改它们 – – 数据库,内存缓存集群,一个专门的进程,除了将这些数据保存在内存中并根据请求发送和接收它们之外什么都不做,以及其他这样的以消息传递为中心的体系结构.

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  • 内存管理 内存管理一直是一个不易处理的问题。开发人员必须考虑分配回收的方式和时机,针对堆和栈做不同的优化处理,等等。内存管理的核心是动态分配的对象必须保证...对象全部权在不同程序片段传递或共享,...
    内存管理

         内存管理一直是一个不易处理的问题。开发人员必须考虑分配回收的方式和时机,针对堆和栈做不同的优化处理,等等。内存管理的核心是动态分配的对象必须保证在使用完成后有效地释放内存,即管理对象的生命周期。因为C++是一个较为底层的语言,其设计上不包括不论什么智能管理内存的机制。一个对象在使用完成后必须被回收。然而在复杂的程序中。对象全部权在不同程序片段间传递或共享,使得确定回收的时机十分困难,因此内存管理成为了程序猿十分头疼的问题。

    还有一方面,过于零散的对象分配回收可能导致堆中的内存碎片化,减少内存的使用效率。因此,我们须要一个合适的机制来缓解这个问题。

    Boost库引入的智能指针(以及C++11引入的共享指针)从对象全部权传递的角度来解决内存管理问题。可是。在非常多情况下,智能指针还是显得单薄而无力。由于实际开发中对象间的关系十分复杂。全部权传递的操作在开发过程中会变得冗杂不堪。于是,各种基于C++的第三方工具库和引擎往往都会实现自己的智能内存管理机制来解决内存管理的难题。试图将开发人员从烦琐而晦涩的内存管理中解放出来。

    主流的内存管理技术

    眼下,主要有两种实现智能管理内存的技术,一是引用计数。二是垃圾回收。


    1)引用计数
    它是一种非常有效的机制。通过给每个对象维护一个引用计数器,记录该对象当前被引用的次数。

    当对象添加一次引用时,计数器加1;而对象失去一次引用时,计数器减1。当引用计数为0时,标志着该对象的生命周期结束。自己主动触发对象的回收释放。引用计数的重要规则是每个程序片段必须负责任地维护引用计数,在须要维持对象生存的程序段的開始和结束分别添加和降低一次引用计数。这样我们就能够实现十分灵活的智能内存管理了。

    实际上,C++中的std::shared_ptr内部就是通过引用计数实现。


    2)垃圾回收
    它通过引入一种自己主动的内存回收器。试图将程序猿从复杂的内存管理任务中全然解放出来。它会自己主动跟踪每个对象的全部引用。以便找到全部正在使用的对象,然后释放其余不再须要的对象。

    垃圾回收器还能够压缩使用中的内存,以缩小堆所须要的工作空间。垃圾回收能够防止内存泄露。有效地使用可用内存。可是。垃圾回收器一般是作为一个单独的低级别的线程执行的。在不可预知的情况下对内存堆中已经死亡的或者长时间没有使用过的对象进行清除和回收,程序猿不能手动指派垃圾回收器回收某个对象。回收机制包含分代复制垃圾回收、标记垃圾回收和增量垃圾回收等,一般垃圾回收机制应用在受托管的语言中(即执行在虚拟机中),如C#、Java以及一些脚本语言。


    Cocos2d-x的内存管理

    cocos2d-x中使用的是上面的引用计数来管理内存,可是又添加了一些自己的特色(自己主动回收池)。

    cocos2d-x中通过Ref类(在2.x中是CCObject)来实现引用计数,全部须要实现内存自己主动回收的类都应该继承自Ref类。

    对象创建时引用计数为1,对象拷贝时引用计数加1。对象释放时引用计数减1。假设引用计数为0时释放对象内存。以下是Ref类的定义(为了简洁去掉了当中的断言语句。但不影响其代码完整性):

    class CC_DLL Ref
    {
    public:
        // 将引用计数加1 
        void retain()
        {
            ++_referenceCount;
        }
    
        // 将引用技术减1,假设引用计数为0。释放当前对象
        void release()
        {
            --_referenceCount;
            if (_referenceCount == 0)
            {
                delete this;
            }
        }
    
    
        // 将当前对象增加到当前的自己主动回收池中
        Ref* autorelease()
        {
            PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->addObject(this);
            return this;
        }
    
    
        unsigned int getReferenceCount() const
        {
            return _referenceCount;
        }
    
    
    protected:
        Ref()
        : _referenceCount(1) // when the Ref is created, the reference count of it is 1
        {}
    
    
    public:
        virtual ~Ref();
    
    protected:
        /// count of references
        unsigned int _referenceCount;
    
        friend class AutoreleasePool;
    };
    在cocos2d-x中创建对象通常有两种方式:
    1)auto sprite = new Sprite;
    2)auto sprite = Sprite::create();
    Object *Object::create()
    {
        Object *obj = new Object;
        if (obj && obj->init())
        {
             obj->autorelease();
        }
        else
        {
             delete obj;
             obj = nullptr;
        }
        return obj;
    
    }
    这两中方式的差异能够參见我还有一篇博文“【cocos2d-x 3.x 学习笔记 02】对象创建方式讨论”。在cocos2d-x中提倡使用另外一种方式,为了避免误用第一种方式。一般将构造函数设为 protected 或 private。


    使用静态工厂方式 create() 创建对象,对象创建成功后会调用对象的autorelease()方法将对象增加到当前自己主动回收池中。场景一帧绘制结束时会遍历当前自己主动回收池中的全部对象运行其release()方法。然后清空自己主动回收池中的对象。通过以下的函数调用顺序能够找到一帧绘制结束时,清理自己主动回收池的地方:
    // main.cpp
    return Application::getInstance()->run();
    
    // Appdelegate.cpp
    int Application::run()
    {
         ...
        while(!glview->windowShouldClose())
        {
            QueryPerformanceCounter(&nNow);
            if (nNow.QuadPart - nLast.QuadPart > _animationInterval.QuadPart)
            {
                nLast.QuadPart = nNow.QuadPart;
                // Enter loop
                director->mainLoop();
                glview->pollEvents();
            }
            else
            {
                Sleep(0);
            }
        }
         ...
    }
    
    // CCDirector.cpp
    void DisplayLinkDirector::mainLoop()
    {
        if (_purgeDirectorInNextLoop)
        {
            _purgeDirectorInNextLoop = false;
            purgeDirector();
        }
        else if (! _invalid)
        {
            drawScene();
        
            // release the objects 
            PoolManager::getInstance()->getCurrentPool()->clear();
        }
    }
    
    // CCAutoReleasePool.cpp
    void AutoreleasePool::clear()
    {
        for (const auto &obj : _managedObjectArray)
        {
            obj->release();
        }
        _managedObjectArray.clear();          // std::vector<cocos2d::Ref *> 类型的数组
    }
    假设对象通过 create() 创建后没有使用。其默认引用计数为1。在场景第一帧绘制结束时会调用对象的release()方法将引用计数减1至0,因为引用计数为0释放对象所占用内存。同一时候将对象从自己主动回收池中清除掉。

    假设对象通过 create() 创建后,通过addChild()增加某个父节点或直接调用对象的retain()函数。将导致对象的引用计数加1。

    在场景一帧绘制结束时会调用对象的release()方法将引用计数减1,同一时候将对象从自己主动回收池中清除掉。此时对象的引用计数为1,可是对象已经不在自己主动回收池中,所下面一帧场景绘制清空自己主动回收池时对其没有影响。其占用的内存空间不会被自己主动释放。除非主动调用其release()函数将引用计数再次减1。从而使其引用计数变为0被释放(removeChild()或父节点被释放,这些操作内部实际会调用当前子节点的release()函数)。


    所以,通过create()创建对象后。要么将其增加到其它节点中,要么调用对象的retian()函数,否则在其它地方(如事件回调函数)调用时。因为对象在一帧结束时被释放,会发生引用野指针抛出异常的情况。



    最佳实践

    假设想获得cocos2d-x的自己主动内存管理,就最好不要直接使用对象的 retain() 和 release()函数。假设确实须要那么也要成对的使用,调用一次retain()就必须在合适的时机和地方调用一次其release()函数。


    參考资料:
    [1]cocos2d-x 高级开发教程   2.3 节
    [2]cocos2d-x 3.x 源码

    转载于:https://www.cnblogs.com/yutingliuyl/p/6761961.html

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