如何使用 mmap 和 shm_open 在多个独立进程之间共享内存

Question

我想在独立运行而不是fork的进程之间共享内存。

我已经阅读了 mmap 和 shm_open 的手册页，但仍然对用法感到困惑。

1. 共享内存，在我看来应该是不同进程之间映射虚拟内存空间的机制，但是为什么mmap有fd这个参数呢？这是否意味着内存实际上是通过文件共享的？
2. 另外，shm_open 似乎接受一个文件名作为它的参数，所以它实际上打开了一个文件？
3. 既然我有多个独立的进程，应该如何通知其他进程共享的物理内存地址？

谁能给出一些在两个进程之间共享内存的示例代码？比如说，我们有进程producer和一个consumer进程，它们如何通过mmap共享的内存段进行通信？

Answer 1

1. 基本上，是的 - 在 unix 上“一切都是文件”。不完全是，它不一定是磁盘上的文件，但实际上你可以根据需要使用磁盘上的文件。

2. 正式地，shm_open 在其自己的命名共享内存对象命名空间中接受一个名称。它们需要以一个斜线开头，并且不应包含另一个斜线。您可以随意命名它们，但由于它是一个全局命名空间，因此最好生成随机名称（正确使用O_CREAT|O_EXCL 来检查冲突）并通过其他渠道（如配置中约定的状态目录）传达名称应用程序实例使用的文件），这样您就不会使其成为系统范围的单例。实际上，在 Linux 和其他常见系统上，共享内存命名空间只是一个目录/dev/shm，它通常作为非持久（内存中）文件系统类型挂载，以避免对磁盘的无用写入。

3. 没有物理内存地址；它可能会有所不同，有时可能根本不存在（如果换出或页面干净且未触及）。映射的共享内存对象的虚拟地址也不是映射它的不同进程所共有的。识别内存的是共享内存对象文件（由打开的文件描述符引用）在其中的偏移量。因此，为了使用在不同进程的地址空间中独立映射的共享内存，您需要使用基址的偏移量，而不是绝对指针，在需要指针时将偏移量添加到基址（例如，传递给同步原语共享内存中的互斥量、条件变量、信号量等，或供您自己使用）。