进程间共享内存的非Boost STL分配器？

基础概念

进程间共享内存（Inter-Process Communication, IPC）是一种允许多个进程访问同一块物理内存的机制。通过共享内存，进程可以高效地交换数据，避免了传统IPC方法（如管道、消息队列等）的开销。

非Boost STL分配器

在C++中，STL（Standard Template Library）提供了多种容器和算法。标准STL分配器通常不支持进程间共享内存，因为它们依赖于进程的地址空间。然而，可以通过自定义分配器来实现对共享内存的支持。

类型

基于内存映射文件：通过操作系统的内存映射功能，将文件内容映射到进程的地址空间，多个进程可以映射同一个文件，从而实现共享内存。
基于系统调用：使用操作系统提供的系统调用（如POSIX的shm_open和mmap）来创建和管理共享内存段。

应用场景

高性能计算：在多进程或多线程环境中，共享内存可以用于高效地交换大量数据。
实时系统：在需要实时响应的系统中，共享内存可以用于快速传递状态信息和控制指令。
分布式系统：在分布式系统中，共享内存可以用于缓存和数据交换，减少网络通信的开销。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示如何使用POSIX共享内存和自定义分配器来实现进程间共享内存。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

template <typename T>
class SharedMemoryAllocator {
public:
    using value_type = T;

    SharedMemoryAllocator(const std::string& name, size_t size)
        : shm_name(name), shm_size(size) {
        shm_fd = shm_open(shm_name.c_str(), O_CREAT | O_RDWR, 0666);
        if (shm_fd == -1) {
            throw std::runtime_error("Failed to open shared memory");
        }
        if (ftruncate(shm_fd, shm_size) == -1) {
            close(shm_fd);
            throw std::runtime_error("Failed to set shared memory size");
        }
        shm_ptr = mmap(nullptr, shm_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
        if (shm_ptr == MAP_FAILED) {
            close(shm_fd);
            throw std::runtime_error("Failed to map shared memory");
        }
    }

    ~SharedMemoryAllocator() {
        munmap(shm_ptr, shm_size);
        close(shm_fd);
        shm_unlink(shm_name.c_str());
    }

    T* allocate(size_t n) {
        return static_cast<T*>(::operator new(n * sizeof(T)));
    }

    void deallocate(T* p, size_t n) {
        ::operator delete(p);
    }

private:
    std::string shm_name;
    size_t shm_size;
    int shm_fd;
    void* shm_ptr;
};

int main() {
    const std::string shm_name = "/my_shared_memory";
    const size_t shm_size = 4096;

    SharedMemoryAllocator<int> allocator(shm_name, shm_size);

    std::vector<int, SharedMemoryAllocator<int>> shared_vector(allocator);

    shared_vector.push_back(42);

    std::cout << "Shared vector size: " << shared_vector.size() << std::endl;

    return 0;
}