使用Python读取/写入内存

原创

用户11021319

发布于 2024-06-04 10:16:51

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发布于 2024-06-04 10:16:51

1、问题背景

在某些情况下，我们可能需要在两个Python程序之间共享数据，其中一个程序将数据写入计算机内存，然后退出，另一个程序启动后读取第一个程序保存的内存数据。这乍听之下似乎不太可能实现，但在某些操作系统中，可以使用共享内存段来实现这一目标。

2、解决方案

shared memory segments

在Linux系统中，可以使用共享内存段 (shared memory segments) 来实现跨程序的数据共享。共享内存段是一种特殊类型的内存区域，可以由多个进程同时访问。要使用共享内存段，首先需要使用 shmget() 系统调用创建一个共享内存段，然后使用 shmat() 系统调用将共享内存段映射到进程的地址空间。最后，就可以使用普通的内存访问方式来读写共享内存段中的数据了。

POSIX共享内存

POSIX共享内存是另一种实现跨程序数据共享的方式，它比共享内存段更加便携，可以在多种操作系统中使用。要使用POSIX共享内存，首先需要使用 shm_open() 系统调用创建一个共享内存对象，然后使用 mmap() 系统调用将共享内存对象映射到进程的地址空间。最后，就可以使用普通的内存访问方式来读写共享内存对象中的数据了。

内存文件系统

在某些情况下，也可以使用内存文件系统 (RAM file-system) 来实现跨程序的数据共享。内存文件系统是一种将数据存储在计算机内存中的文件系统，它可以在内存中创建和操作文件，就像在普通文件系统中一样。要使用内存文件系统，首先需要创建一个内存文件系统，然后就可以使用普通的I/O操作来读写内存文件系统中的文件了。

代码例子

以下是一个使用共享内存段实现跨程序数据共享的代码例子：

# 创建共享内存段
shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, 1024, IPC_CREAT | 0600)

# 将共享内存段映射到进程的地址空间
shm_addr = shmat(shm_id, None, 0)

# 写入数据
shm_addr[0] = 'H'
shm_addr[1] = 'e'
shm_addr[2] = 'l'
shm_addr[3] = 'l'
shm_addr[4] = 'o'

# 解除共享内存段的映射
shmdt(shm_addr)

# 销毁共享内存段
shmctl(shm_id, IPC_RMID, None)

以上是一个使用POSIX共享内存实现跨程序数据共享的代码例子：

# 创建共享内存对象
shm_fd = shm_open("/my_shared_memory", O_RDWR | O_CREAT, 0600)

# 将共享内存对象映射到进程的地址空间
shm_addr = mmap(None, 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0)

# 写入数据
shm_addr[0] = 'H'
shm_addr[1] = 'e'
shm_addr[2] = 'l'
shm_addr[3] = 'l'
shm_addr[4] = 'o'

# 解除共享内存对象的映射
munmap(shm_addr, 1024)

# 关闭共享内存对象
close(shm_fd)

# 销毁共享内存对象
shm_unlink("/my_shared_memory")

以上是一个使用内存文件系统实现跨程序数据共享的代码例子：

# 创建内存文件系统
ramdisk = tempfile.mkdtemp(prefix="ramdisk-")

# 挂载内存文件系统
subprocess.call(["mount", "-t", "tmpfs", "-o", "size=1024", "ramdisk", ramdisk])

# 写入数据
with open(os.path.join(ramdisk, "my_file"), "w") as f:
    f.write("Hello, world!")

# 读取数据
with open(os.path.join(ramdisk, "my_file"), "r") as f:
    data = f.read()

# 卸载内存文件系统
subprocess.call(["umount", ramdisk])

# 删除内存文件系统
shutil.rmtree(ramdisk)

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