最快的程序間通訊方式你get了麼
前言:天下武功為快不破!在資訊爆炸、快速發展的新時代...,扯遠了...。程序間通訊方式有很多,但最快的方式你知道麼?由我娓娓道來...
一、共享記憶體方式
主角閃亮登場了,噔噔瞪...,最快的方式就是共享記憶體了。實現共享記憶體的方式主要有兩種:
- 儲存對映I/O mmap函式實現
- shmget函式
感覺學兩個以上相同的知識時,就會學他們的區別,我也會避免不了進入俗套,也要簡單來說它們的區別:
注:此圖引自《unix環境高階程式設計》
看到圖片中“主要區別”四個大字了麼?別告訴我:你近視看不到,打死你個龜孫!開玩笑啦,哈哈哈!只希望在學習知識時,不要感覺太乏味哦。在下文介紹完兩種方式之後,你就會不明白它們的區別了。
二、mmap函式實現共享記憶體
1、儲存對映I/O
先來畫個見圖來介紹一下實現原理,如下圖: PS:依舊是全部落格園最醜圖,不接受反駁!!!
mmap函式主要作用就是將磁碟檔案對映到記憶體中,並返回這段記憶體的首地址,並可以將這塊記憶體來當做“陣列”來處理。要對這個圖有一個模型(雖然是全部落格園最醜圖),對接下來的講解有一定幫助。
2、mmap函式及相關函式
原型:void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
返回:成功:返回建立的對映區首地址;失敗:
引數說明:
addr: 建立對映區的首地址,由Linux核心指定。使用時,直接傳遞NULL
length: 欲建立對映區的大小
prot: 對映區許可權PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE
flags: 標誌位引數(常用於設定更新物理區域、設定共享、建立匿名對映區)
MAP_SHARED: 會將對映區所做的操作反映到物理裝置(磁碟)上。
MAP_PRIVATE: 對映區所做的修改不會反映到物理裝置。
fd: 用來建立對映區的檔案描述符
offset: 對映檔案的偏移(4k的整數倍)
3、munmap函式
原型:int munmap(void *addr, size_t length); 成功:0; 失敗:-1
功能:同malloc函式申請記憶體空間類似的,mmap建立的對映區在使用結束後也應呼叫類似free的函式來釋放。
4、父子程序用mmap示例程式
程式主要用共享記憶體進行通訊,如下:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/wait.h> int var = 100; int main(void) { int *p; pid_t pid; int fd; fd = open("temp", O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0644); if(fd < 0){ perror("open error"); exit(1); } unlink("temp"); //刪除臨時檔案目錄項,使之具備被釋放條件. ftruncate(fd, 4); //p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); p = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0); if(p == MAP_FAILED){ //注意:不是p == NULL perror("mmap error"); exit(1); } close(fd); //對映區建立完畢,即可關閉檔案 pid = fork(); //建立子程序 if(pid == 0){ *p = 2000; var = 1000; printf("child, *p = %d, var = %d\n", *p, var); } else { sleep(1); printf("parent, *p = %d, var = %d\n", *p, var); wait(NULL); int ret = munmap(p, 4); //釋放對映區 if (ret == -1) { perror("munmap error"); exit(1); } } return 0; }View Code
三、匿名對映
1、說明
通過使用我們發現,使用對映區來完成檔案讀寫操作十分方便,父子程序間通訊也較容易。但缺陷是,每次建立對映區一定要依賴一個檔案才能實現。通常為了建立對映區要open一個temp檔案,建立好了再unlink、close掉,比較麻煩。 可以直接使用匿名對映來代替。其實Linux系統給我們提供了建立匿名對映區的方法,無需依賴一個檔案即可建立對映區。同樣需要藉助標誌位引數flags來指定。
使用MAP_ANONYMOUS (或MAP_ANON), 如:
int *p = mmap(NULL, 4, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
"4"隨意舉例,該位置表大小,可依實際需要填寫。
需注意的是,MAP_ANONYMOUS和MAP_ANON這兩個巨集是Linux作業系統特有的巨集。在類Unix系統中如無該巨集定義,可使用如下兩步來完成匿名對映區的建立。
① fd = open("/dev/zero", O_RDWR);
② p = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MMAP_SHARED, fd, 0);
2、用"/dev/sero"示例匿名對映
程式如下:
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/mman.h> int main(void) { int *p; pid_t pid; int fd; fd = open("/dev/zero", O_RDWR); p = mmap(NULL, 400, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, fd, 0); if(p == MAP_FAILED){ //注意:不是p == NULL perror("mmap error"); exit(1); } pid = fork(); //建立子程序 if(pid == 0){ *p = 2000; printf("child, *p = %d\n", *p); } else { sleep(1); printf("parent, *p = %d\n", *p); } munmap(p, 4); //釋放對映區 return 0; }View Code
總結:shmget函式會在另一篇部落格介紹,歡迎評論交流