【问题标题】:Boost Interprocess share memory deletion, permissions and output filesBoost Interprocess 共享内存删除、权限和输出文件
【发布时间】:2018-10-21 16:40:21
【问题描述】:

我正在使用 Boost Interprocess 库在两个进程之间共享内存。

我正在使用以下内容来分配共享内存块、附加向量、命名互斥体和命名条件变量:

using ShmemAllocator = allocator<T, managed_shared_memory::segment_manager>;
using MyVector = vector<T, ShmemAllocator>;

segment.reset(new managed_shared_memory(create_only, blockName, numBytes));

const ShmemAllocator alloc_inst(segment->get_segment_manager());
vec = segment->construct<MyVector>(sharedVectorName)(alloc_inst);

named_mutex.reset(new named_mutex(create_only, mutexName));
cond_empty.reset(new named_condition(create_only, conditionVName));

以及以下要删除的内容:

named_mutex::remove(mutexName);
named_condition::remove(conditionVName);
shared_memory_object::remove(blockName);

为了检查内存是否被正确删除,我进行了压力测试:

while(counter < 1000000)
{
    MySharedMemoryObj s;
    ++counter;
}

(析构函数依赖RAII删除共享内存)

我有三个问题:

  1. 我是否需要删除向量,因为它是片段的一部分?

  2. 上述方法有效,但在一个特定情况下它没有,并引发 Boost Interprocess 异常,说它没有访问内存的权限。是什么原因造成的/有没有办法避免?

  3. 我注意到上面的代码似乎在 /tmp 中生成了名为 outputXXXXXXXXXXX 的二进制文件。这些是什么?它们不会被删除,因此会累积。

【问题讨论】:

    标签: c++ memory-management boost shared-memory boost-interprocess


    【解决方案1】:
    1. 我是否需要删除向量,因为它是片段的一部分?

    从技术上讲,并不是真的在这里(假设您也使用共享内存分配器)。但是,跳过破坏是一种不好的做法,特别是如果您的析构函数具有逻辑(不是琐碎)。

    1. 上述方法有效,但在一个特定情况下它没有,并引发了 Boost Interprocess 异常,说它没有访问内存的权限。是什么导致了这种情况/有没有办法避免这种情况?

    确保在创建共享段时程序与预期用户一样运行。这就是赋予它文件级访问权限的原因。

    例如如果您将分段创建为root,您应该无法以其他用户身份打开它。

    1. 我注意到上面的代码似乎在 /tmp 中生成了名为 outputXXXXXXXXXXX 的二进制文件。这些是什么?它们不会被删除,因此会累积。

    这没有多大意义。这些路径表明您使用的是 POSIX 系统。在 POSIX 上,shmem 通常存在于 /dev/shm 中,我认为不需要临时文件。

    我建议临时文件可能是其他程序的产物(比如你的 IDE?)

    建议的简化:

    #include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
    #include <boost/interprocess/sync/named_mutex.hpp>
    #include <boost/interprocess/sync/named_condition.hpp>
    #include <vector>
    namespace bip = boost::interprocess;
    
    static auto blockName        = "4f72909d-8265-4260-9bb1-6bd58f63812c";
    static auto sharedVectorName = "54714711";
    static auto mutexName        = "b4eb63e0";
    static auto conditionVName   = "f7a95857";
    
    template <typename T> using ShmemAllocator = bip::allocator<T, bip::managed_shared_memory::segment_manager>;
    template <typename T> using MyVector = std::vector<T, ShmemAllocator<T> >;
    
    int main() {
        bip::managed_shared_memory segment(bip::create_only, "blockName", 10<<20u);
    
        auto vec = segment.construct<MyVector<int> >(sharedVectorName)(segment.get_segment_manager());
    
        bip::named_mutex named_mutex(bip::create_only, mutexName);
        bip::named_condition named_condition(bip::create_only, conditionVName);
    }
    

    或者,根据您要同步的内容,使同步原语成为共享数据的成员:

    struct SharedData {
        using allocator_type = ShmemAllocator<int>;
    
        template <typename A>
        SharedData(A alloc) : _vec(alloc) {}
    
        MyVector<int> _vec;
        bip::interprocess_mutex _mx;
        bip::interprocess_condition _cond;
    };
    
    int main(int argc, char**) {
        bip::managed_shared_memory segment(bip::open_or_create, "2fc51845-3d9b-442b-88ee-f6fd1725e8b0", 10<<20u);
    
        auto& data = *segment.find_or_construct<SharedData>("sharedData")(segment.get_segment_manager());
    }
    

    简单的多生产者/多消费者队列:

    为最大容量为 10 个元素的队列建模。

    #include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
    #include <boost/interprocess/sync/interprocess_mutex.hpp>
    #include <boost/interprocess/sync/interprocess_condition.hpp>
    #include <boost/date_time/posix_time/posix_time.hpp>
    #include <vector>
    #include <mutex> // unique_lock
    namespace bip = boost::interprocess;
    
    template <typename T> using ShmemAllocator = bip::allocator<T, bip::managed_shared_memory::segment_manager>;
    template <typename T> using MyVector = std::vector<T, ShmemAllocator<T> >;
    
    struct SharedData {
        using allocator_type = ShmemAllocator<int>;
    
        template <typename A>
        SharedData(A alloc) : _vec(alloc) {}
    
        MyVector<int> _vec;
        bip::interprocess_mutex _mx;
        bip::interprocess_condition _cond;
    
        using lock_type = std::unique_lock<bip::interprocess_mutex>;
        lock_type wait_for_empty() {
            lock_type lk(_mx);
            _cond.wait(lk, [=] { return _vec.empty(); });
            return lk;
        }
    
        void push(int v) {
            lock_type lk(_mx);
            _cond.wait(lk, [=] { return _vec.size() < 10; }); // wait for free space
            _vec.push_back(v);
            _cond.notify_all();
        }
    
        bool pop(boost::posix_time::time_duration timeout, int& out) {
            lock_type lk(_mx);
    
            // wait for message
            auto deadline = boost::posix_time::microsec_clock::universal_time() + timeout;
            if (_cond.timed_wait(lk, deadline, [=] { return !_vec.empty(); })) {
                out = _vec.back();
                _vec.pop_back();
                _cond.notify_all();
                return true;
            } 
            return false;
        }
    };
    
    int main(int argc, char**) {
        bip::managed_shared_memory segment(bip::open_or_create, "2fc51845-3d9b-442b-88ee-f6fd1725e8b0", 10<<20u);
    
        auto& data = *segment.find_or_construct<SharedData>("sharedData")(segment.get_segment_manager());
    
        if (argc>1) {
            // "server"
            std::cout << "Waiting for queue to be depleted\n";
            data.wait_for_empty();
    
            for (int i = 0; i<20; ++i) {
                std::cout << "Pushing " << i << "\n";
                data.push(i);
            }
        } else {
            // "client"
            int what;
            while (data.pop(boost::posix_time::seconds(1), what))
                std::cout << "Popped " << what << "\n";
    
            std::cout << "Timeout reached, bye\n";
        }
    
    }
    

    【讨论】:

    • 使用异常互斥/条件和队列演示提供更多建议
    • 感谢您的回复,非常感谢。我的两个进程将从不同的用户帐户运行。有没有办法创建共享内存,以便可以在任何用户下启动读取过程?
    • 是的。修改文件权限,使两个用户都可以访问(例如,将他们添加到同一个组)。在 Windows 上,有 SECURITY_ATTRIBUTES。见boost.org/doc/libs/1_67_0/doc/html/boost/interprocess/…
    • 感谢您的回复。这是Linux。第一个进程的用户拥有最高的用户权限。第二个进程在为软件供应商创建的用户下运行,他们的软件必须在该帐户下运行。您的建议会给供应商用户与我们用户相同的权限吗?显然我们不希望他们拥有整个系统的权限。
    • 重读:“修改文件权限,让两个用户都可以访问(例如,将他们添加到同一个组中)” 这是基本的 UNIX 文件权限。通常的做法是创建一个组,使共享文件归该组所有(chgrp/chown),授予组适当的权限(chmod g+rw),并添加所有需要访问该组的用户(adduser &lt;user&gt; &lt;group&gt;)。这与wwwrootadmplugdevdocker 等大多数服务相同。在我的家庭桌面上,kids 组中有一些用户 :) 这需要一些规划,但 UNIX 权限概念上很简单
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