在Linux系统中,共享内存是一种高效的进程间通信(IPC)机制,允许多个进程访问同一块物理内存区域。然而,当多个进程同时访问和修改共享内存时,可能会导致数据不一致或竞态条件。为了避免这种情况,通常需要使用互斥锁(Mutex)来保护共享内存的访问。
共享内存:是一种允许不同进程访问同一块物理内存区域的IPC机制。通过共享内存,进程可以快速交换大量数据。
互斥锁(Mutex):是一种同步机制,用于保护共享资源,确保在同一时间只有一个进程可以访问该资源。当一个进程获得互斥锁时,其他试图获得该锁的进程将被阻塞,直到锁被释放。
shm_open
、mmap
等函数。shmget
、shmat
等函数。以下是一个使用POSIX共享内存和互斥锁的简单示例:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define SHM_NAME "/my_shm"
#define SHM_SIZE 1024
typedef struct {
int counter;
pthread_mutex_t mutex;
} SharedData;
int main() {
int shm_fd = shm_open(SHM_NAME, O_CREAT | O_RDWR, 0666);
ftruncate(shm_fd, SHM_SIZE);
SharedData *shared_data = (SharedData *)mmap(0, SHM_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0);
shared_data->counter = 0;
pthread_mutex_init(&shared_data->mutex, NULL);
// Simulate multiple processes accessing the shared memory
for (int i = 0; i < 10; i++) {
pthread_t thread;
pthread_create(&thread, NULL, [](void *arg) {
SharedData *data = (SharedData *)arg;
pthread_mutex_lock(&data->mutex);
data->counter++;
printf("Counter: %d\n", data->counter);
pthread_mutex_unlock(&data->mutex);
}, shared_data);
pthread_join(thread, NULL);
}
pthread_mutex_destroy(&shared_data->mutex);
munmap(shared_data, SHM_SIZE);
shm_unlink(SHM_NAME);
return 0;
}
通过合理使用共享内存和互斥锁,可以有效地提高多进程程序的性能和可靠性。
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