共享内存 - 需要同步

Question

我见过一个项目，其中进程之间的通信是使用共享内存进行的（例如，在 Windows 下使用::CreateFileMapping）并且每次其中一个进程想要通知共享内存中有一些数据可用时，使用的同步机制命名事件通知相关方共享内存的内容发生了变化。

我担心这样一个事实，即读取新信息的进程不存在适当的内存栅栏，以知道它必须使其数据副本无效，并在数据被“发布”后从主内存中读取它生产者进程。

您知道如何在 Windows 上使用共享内存来实现这一点吗？

编辑 只是想补充一点，在创建文件映射后，进程只使用一次 MapViewOfFile() API，并且对共享数据的每次新修改都使用通过初始调用 MapViewOfFile() 获得的指针来读取通过共享内存发送的新数据。正确的同步是否要求每次共享内存中的数据发生变化时，读取数据的进程每次都必须创建 MapViewOfFile() ？

Answer 1

如果您使用 Windows 命名事件来发出更改信号，那么一切都应该没问题。

进程A更改​​数据并调用SetEvent。

进程 B 使用 WaitForSingleObject 或类似方法等待事件，并看到它已设置。

然后进程 B 读取数据。 WaitForSingleObject 包含所有必要的同步，以确保进程 A 在调用 SetEvent 之前所做的更改被进程 B 读取。

当然，如果您在调用SetEvent之后对数据进行了任何更改，那么当进程B读取数据时这些可能会或可能不会显示。

如果您不想使用事件，您可以使用使用CreateMutex 创建的互斥锁，或者您可以使用Interlocked... 函数（例如InterlockedExchange 和InterlockedIncrement）编写无锁代码。

无论您如何进行同步，都无需多次调用MapViewOfFile。

Answer 2

您在 Windows 上寻找的共享内存是 InterlockedExchange 功能。请参阅msdn article here。引用了真正重要的部分：

此函数生成一个完整的内存屏障（或栅栏）以确保 内存操作按顺序完成。

这将跨进程运行。我以前使用过它，发现它对于在共享内存上实现类似互斥的构造是 100% 可靠的。

您如何做到这一点是将其与“设置”值进行交换。如果你得到“清除”回来，你就有了（很清楚），但如果你得到“设置”回来，那么其他人就有了。你循环，循环之间的睡眠等等，直到你“得到”它。基本上是这样的：

#define LOCK_SET 1
#define LOCK_CLEAR 0

int* lock_location = LOCK_LOCATION; // ensure this is in shared memory
if (InterlockedExchange(lock_location, LOCK_SET) == LOCK_CLEAR)
{
    return true; // got the lock
}
else
{
    return false; // didn't get the lock
}

如上，循环直到你“得到”它。

Answer 3

我们称进程 A 为数据生产者，进程 B 为数据消费者。到目前为止，您有一种机制让进程 A 通知进程 B 新数据已生成。我建议您创建一个反向通知（从 B 到 A），它告诉进程 A 数据已被使用。如果出于性能原因，您不希望进程 A 等待数据被消耗，您可以在共享内存中设置 ring-buffer。