云南龙网

  1. 首页 > 云知道 > >

UNIX 共享内存应用中的问题及解决方法

云知道

简介
共享内存是一种非常重要且常用的进程间通信方式，相对于其它IPC机制，因其速度最快、效率最高，被广泛应用于各类软件产品及应用开发中 。System V IPC 为Unix平台上的共享内存应用制定了统一的API标准，从而为在UNIX/Linux平台上进行跨平台开发提供了极大的便利；开发人员基于一套基本相同的源代码，便可开发出同时支持AIX、Solaris、HP-UX、Linux等平台的产品 。
然而，各个平台对System V 标准的API在实现上各有差异，由此对相关应用开发带来影响，甚至引入难以调试的问题 。本文将结合作者在Tivoli产品开发中的实际经验，对这些平台相关的问题，以及具有共性的问题，逐一进行分析，并提出解决方法 。
1. System V共享内存概述
System V 进程间通信（IPC）包括3种机制：消息队列、信号量、共享内存 。消息队列和信号量均是内核空间的系统对象，经由它们的数据需要在内核和用户空间进行额外的数据拷贝；而共享内存和访问它的所有应用程序均同处于用户空间，应用进程可以通过地址映射的方式直接读写内存，从而获得非常高的通信效率 。
System V 为共享内存定义了下列API接口函数：
# include
# include
# include
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
int shmget(key_t key, int size, int shmflg);
void* shmat(int shmid, const void *shmaddr, int shmflg);
int shmdt(void *shmaddr);
int shmctl(int shmid, int cmd, struct shmid_ds *buf);
ftok函数用于生成一个键值：key_t key，该键值将作为共享内存对象的唯一性标识符，并提供给为shmget函数作为其输入参数；ftok 函数的输入参数包括一个文件（或目录）路径名：pathname，以及一个额外的数字：proj_id，其中pathname所指定的文件（或目录）要求必须已经存在，且proj_id不可为0；shmget函数用于创建（或者获取）一个由key键值指定的共享内存对象，返回该对象的系统标识符：shmid；shmat函数用于建立调用进程与由标识符shmid指定的共享内存对象之间的连接；shmdt函数用于断开调用进程与共享内存对象之间的连接；shmctl函数用于对已创建的共享内存对象进行查询、设值、删除等操作；
2. ftok的陷阱
根据pathname指定的文件（或目录）名称，以及proj_id参数指定的数字，ftok函数为IPC对象生成一个唯一性的键值 。在实际应用中，很容易产生的一个理解是，在proj_id相同的情况下，只要文件（或目录）名称不变，就可以确保ftok返回始终一致的键值 。然而，这个理解并非完全正确，有可能给应用开发埋下很隐晦的陷阱 。因为ftok的实现存在这样的风险，即在访问同一共享内存的多个进程先后调用ftok函数的时间段中，如果pathname指定的文件（或目录）被删除且重新创建，则文件系统会赋予这个同名文件（或目录）新的i节点信息，于是这些进程所调用的ftok虽然都能正常返回，但得到的键值却并不能保证相同 。由此可能造成的后果是，原本这些进程意图访问一个相同的共享内存对象，然而由于它们各自得到的键值不同，实际上进程指向的共享内存不再一致；如果这些共享内存都得到创建，则在整个应用运行的过程中表面上不会报出任何错误，然而通过一个共享内存对象进行数据传输的目的将无法实现 。
AIX、Solaris、HP-UX均明确指出，key文件被删除并重建后，不保证通过ftok得到的键值不变，比如AIX上ftok的man帮助信息即声明：
Attention: If the Path parameter of the ftok subroutine names a file that has been removed while keys still refer to it, the ftok subroutine returns an error. If that file is then re-created, the ftok subroutine will probably return a key different from the original one.

推荐阅读


上一篇：什么叫文言文虚词实词

下一篇：煮饭放多少水好