共享内存转 redis 共享内存实现

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mob6454cc6c1f4a 2024-01-30 05:54:39

文章标签 共享内存转 redis linux 操作系统共享内存物理内存 文章分类 Redis 数据库

共享内存是系统级别的接口
进程间通信的本质是，让不同的进程看到同一份资源
共享内存的处理不同于管道

system V下的共享内存生命周期是跟随内存的，如果不显示删除就需要os重启解决
ipcs -m查看当前用户创建的共享内存
ipcem -m shmid删除对应的共享内存
key是共享内存的内核标识符，shmid是用户层面的标识符

共享内存也是有权限的，0就是都不能访问

1.共享内存的原理

共享库会映射到堆栈中间的区域：
把磁盘中的数据加载到内存中，操作系统建立映射，经过页表映射到地址空间中的共享区中，需要库就跳转过去执行。不止是库可以映射

两个进程有各自的页表，映射到物理内存的不同区域，所以有了独立性
现有一个特定的接口，能在物理内存中创建好空间
把这个共享空间，通过这个两个进程调用该接口映射到各自的地址空间中
把这个空间的起始地址返回给用户，用户就能找到这个空间了

共享内存转 redis 共享内存实现_操作系统

2.使用共享内存步骤：

创建共享内存;
附加，将进程附加该共享内存上（将进程虚拟地址和物理地址通过页表建设映射关系）;
分离，将虚拟地址和物理地址的映射关系从页表中删除

共享内存映射到物理地址空间时，是映射在共享区中（在栈区和堆区中间）
在使用共享内存时，进程就把他当作自己的空间使用就行

3.共享内存接口：

创建共享内存就是os在物理内存中开辟一段空间
os看待物理内存是将其（一页4kb，4G内存有2^20个页）看成这么多页
os需要管理这些页，通过数组管理，这个数组类型就是共享内存的各个属性

进程通信时，共享内存需要其中一个进程创建，flag就是处理进程面对有无共享内存的情况

创建或者获取共享内存shmget
key值由用户提供，是共享内存的唯一值
原因：
如果是os提供，另一个进程怎么知道共享内存呢，为了让两个进程看到同一个共享内存，所以让两个进程拥有同一个key值就行
如何保证key的值唯一
这个函数找到特定的文件，结合自己设定的值（0-255），会将文件的inode和项目id做组合形成一过唯一值返回给key

creat含义是获取内存，不存在就创建

execl含义如果不存在指定的共享内存，则创建，存在就出错返回；可以保证get函数调用成功是一过全新的内存
搭配使用是要获得自己创建的共享内存，不使用别人的
共享内存创建时也需要设置权限信息，需要按位或上共享内存的权限（八进制数字）表示
大小最好设置成页的整数倍（4kb）

共享内存大小最好设置成页的整数倍，os和磁盘io时基本单位是4kb，

内存在哪：内核中维护共享内存的结构

附加接口：将共享内存附加到当前内存上

附加上后，就是进程多了一份内存空间
分离：将共享内存从进程中分离出来，分离时需告诉shmdt函数刚附加共享内存到进程后，进程虚拟地址的位置
控制共享内存：获取属性，设置属性，删除共享内存

4.共享内存的命令

ipcs：输出消息队列，共享内存，信号量信息
ipcs -m：只输出共享内存信息

key	共享内存标识符
shimd	共享内存操作句柄
owner	内存创建者
perms	内存权限
bytes	内存大小
nattch	附加进程数量
statu	没有显式表示该共享内存正常

ipcrm -m +shmid 将共享内存从物理内存中删除
内核中有一个结构体维护着在物理空间的共享内存
删除0附加进程的共享内存，则内核当中的结构体和物理空间也被删除
删除有附加进程的共享内存，则将该共享内存的key(标识符)变成0x 0000 0000；
表示当前共享内存不能被其它进程附加，共享内存的状态被置就被置为dest；
该现象是因为内核中描述共享内存的结构体没有被删除（如下图所示）；
删除后产生了两种结果的原因：
共享内存的物理空间没有被其它内存使用，则能正常运行；
如果该空间被别的进程使用就会崩溃；
描述共享内存的结构体内部的引用计数一旦为0（mywrite进程停止），则共享内存结构体被释放