如何共享现有内存？

Question

我想写一些函数void* share(void*, int)，它应该设置共享内存来共享指针处的数据。

我的第一次尝试看起来像（没有检查等）：

void* share(void *toBeShared, int size) {
    int fd = shm_open(SHM_NAME, O_CREAT | O_RDWR | O_EXCL, S_IRUSR | S_IWUSR);
    ftruncate(fd, size);
    return mmap(toBeShared, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
}

但这似乎并不如我所愿。第二次尝试是这样的：

void* share(void *toBeShared, int size) {
    void *mem = NULL;
    int fd = shm_open(SHM_NAME, O_CREAT | O_RDWR | O_EXCL, S_IRUSR | S_IWUSR);
    ftruncate(fd, size);
    mem = mmap(NULL, size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0)
    memcpy(mem, toBeShared, size);
    return mem;
}

这确实有效，但我需要复制整个数据，我想避免这样做。

因此我的问题是：有没有办法共享已经分配的内存（如果可能的话，不必复制太多），如果可以，怎么做？

提前致谢。

PS：我见过更多这样的问题（例如here 和here），但那里没有给出答案。

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编辑：

我想如何使用它：

typedef struct {
    char *name;
    int status;
} MyTask;

int main(int argc, char** argv) {
    MyTask* taskList = NULL, sharedTaskList = NULL;
    int length = 0;
    ...
    readFile(&taskList, &length, ...);
    sharedTaskList = share(taskList, length * sizeof(MyTask));
    // or maybe even better: without needing to assign it to new variable
    for(i = 0; i < NR_WORKERS; i++) {
        switch(pid = fork()) {
            //etc...
        }
    }
    ...
    return 0;
}

Answer 1

如何共享现有的内存？

不要共享现有的内存。获取一些（少量）“新鲜”共享内存并在以后使用（即填充或读取）它。

假设您使用的是 Linux，请阅读 shm_overview(7)。

我猜你的某些功能可能会失败。您应该在每次调用时测试失败，例如

int fd = shm_open(SHM_NAME, O_CREAT | O_RDWR | O_EXCL, S_IRUSR | S_IWUSR);
if (fd<0) {perror("shm_open"); exit(EXIT_FAILURE);};

等等。或许也可以使用strace(1)

有没有办法共享已经分配的内存

简短的回答，不！（或者不容易，而且不是以便携的方式）。您通常会做相反的事情：获取一些已知大小的共享段，并使用一些指向它的指针。 （同一个共享段在不同进程中可能有不同的虚拟地址，例如因为ASLR）。

您可以在一些已经使用的虚拟地址空间子段上使用mmap(2) 和MAP_FIXED（这将覆盖并替换新映射，而不是共享一个现有 em> 映射！），但我建议避免这种情况。请注意，虚拟地址空间是在多个页面中管理的，因此无法共享一些不是页面对齐的数据。所以你的share 函数是不可能，除非toBeShared 和size 都是page-aligned。您可以考虑特定于 Linux 的 mremap(2)

换句话说，您的应用程序应该首先分配一些共享内存，然后在获得的共享段中放入/使用一些数据，而不是尝试共享一些现有的未共享虚拟内存范围。因此，您可能想要编写一些 void* get_my_shared_memory(); 代码（假设大小是编译时间常数，并且您在每个进程中调用该函数一次，其生成的虚拟地址通常会因进程而异）

在实践中，内存是一种有限的资源，而共享内存是一种稀缺且非常有限的资源。在大多数系统上，您只能共享几十兆字节...因此共享任意大量内存是不合理的。

^{也许您的整个应用程序可能只使用一些服务器，例如一些数据库服务器à la PostGreSQL，通过向该服务器发出请求（并使用 DBMS 的 ACID 属性）来共享信息。或者，您可以将其组织为与从属进程在管道或套接字或 fifos 上交换消息（例如要处理的 URL）的监视进程。但我们不知道您在编写什么样的应用程序。}

顺便说一句，共享内存是不够的。 您需要同步您的流程。