进程间通信IPC-共享内存ShareMemory_qsharememory creat

(Owed by: 春夜喜雨 http://blog.csdn.net/chunyexiyu)
参考：https://man7.org/linux/man-pages/man2/mmap.2.html
参考：https://blog.csdn.net/chdhust/article/details/8159397
参考：https://www.cnblogs.com/52php/p/5861372.html
参考：https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/winbase/nf-winbase-createfilemappinga

引言

作为本地进程间通信中非常高效的手段，共享内存是一个优点很明显，缺点也很明显的进程间数据传递的方式。

核心优点：是通过地址映射直接共享访问内存，适合于大数据量的进程间传送。
主要缺点：是没有进程间访问同步的约束，不解决进程间访问冲突，需要额外的同步机制来保证。

优缺点

共享内存ShareMemory优点：

1. 数据不需要进程间传送，直接通过地址映射访问share memory即可，适合于大数据量的进程间传递。
2. 访问的各方不需要建立链接关系，例如使用管道时需要建立进程间管道的连接关系，使用socket-tcp通信时同样要建立tcp链接；
3. 不涉及访问个数限制；
4. 缺省情况下，访问方均可以读写；

共享内存ShareMemory缺点：

1. 共享内存没有提供同步的机制，使用时，需要借助其它方法同步进程间的share memory访问；

共享内存实现

windows与linux都提供了共享内存相关服务，大概可以分为三种
第一种，是内存映射文件，既有共享内存，又会向文件同步；
第二种，采用内存映射文件方式，不提供文件，
第三种，命名共享内存，

linux下

通过mmap函数，提供两种内存映射方式：
a. mmap-fd有效情况，对文件的内容映射到共享内存，多进程间可以通过该共享内存互访对数据的修改和使用。
b. mmap-fd=-1的情况，创建匿名访问共享内存MAP_ANONYMOUS，不涉及文件打开与关闭，用于亲缘关系的父子进程间；
(注意，mmap之后，文件fd就可以关闭了.)
mmap/munmap函数定义

#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,
                  int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);
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通过shmget函数，提供一种方式：
a. 创建类似实名的共享内存，共享内存对应key，通过key能找到共享内存

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
key_t key = ftok("/tmp", 0x3f);
int shmid = shmget(key, 1024, 0666|IPC_CREAT); // create if not exist share memory for key
char *shm = (char*)shmat(shmid, 0, 0);   	// map mem to the process
...
shmdt(shm); 						// unmap mem from the process
shmctl(shmid, IPC_RMID, 0);         // remove share memory for key
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windows下

通过函数CreateFileMapping提供共享内存创建的几种方式：
a. hFile有效情况，对文件内容映射到共享内存中，可以基于hFile进行进程间共享；也可以指定share memory name进行进程间共享；
b. hFile为-1|INVALID_HANDLE_VALUE时，指定SizeHigh/SizeLow来确定共享内存的大小，并指定SecurityAttr属性，来创建共享内存。
c. hFile为-1|INVALID_HANDLE_VALUE时，还可以通过指定share memory name，基于该名称进行进程间共享；

用到的函数定义

// 获取共享内存handle
HANDLE CreateFileMappingA(
  [in]           HANDLE                hFile,
  [in, optional] LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes,
  [in]           DWORD                 flProtect,
  [in]           DWORD                 dwMaximumSizeHigh,
  [in]           DWORD                 dwMaximumSizeLow,
  [in, optional] LPCSTR                lpName
);

// 映射到进程内存
LPVOID MapViewOfFile(
  [in] HANDLE hFileMappingObject,
  [in] DWORD  dwDesiredAccess,
  [in] DWORD  dwFileOffsetHigh,
  [in] DWORD  dwFileOffsetLow,
  [in] SIZE_T dwNumberOfBytesToMap
);
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linux与windows实现对应

linux下三种方式来说，
mmap与shmget方式的话，可以用于
a. 通过文件映射的内存共享
b. 父子进程基于纯内存的内存共享
c. 基于key对应纯内存的内存共享

windows下：createFileMapping可以用于
a. 通过文件映射的内存共享
b. 父子进程-基于匿名对应纯内存的内存共享
c. 基于名称对应纯内存的内存共享

对于通过文件映射的内存共享，两者实现的支持是一致的，实现上
linux使用mmap-有效fd
window使用createrFileMapping-有效filehandle

对于父子进程基于纯内存的内存共享，两者也分别可以实现匿名共享
liunx使用mmap-fd使用-1，参数使用MAP_ANONYMOUS
window使用createrFileMapping-file使用INVALID_HANDLE_VALUE，不指定share memory name；

对于进程基于id或名称对应关系，基于纯内存的内存共享：
linux使用shmget，使用key对应共享内存
windows使用createrFileMapping-file使用INVALID_HANDLE_VALUE，指定share memroy name，基于名称对应共享内存

同步机制

共享内存同步的话，一般就要采用其它进程间同步机制来保证了：

windows下提供的有：
a. 命名锁，命名信号量，命名Event，这些都可以提供进程间的通信；
b. 另外还有命名管道，windows的消息机制也都可以提供进行间通信；
c. 当然socket通信也是可以的。

linux下提供的有：
a. Systemv-信号量，Systemv-消息msg
b. posix-信号量，posix-消息msg
c. 也有命名锁
d. 当然也有socket通信
e. 另外在共享内存中创建pthread-mutex，用于进程间加锁互斥也是可以的，不过锁创建时一般也还要借助于其它同步机制确保创建不可重入；

其它同步方法应该还有，欢迎补充。

(Owed by: 春夜喜雨 http://blog.csdn.net/chunyexiyu)