共享内存安全，你可以同时读写吗？会发生什么？答案

【问题标题】：Shared memory safty, could you read and write at the same time and what would happen?共享内存安全，你可以同时读写吗？会发生什么？
【发布时间】：2020-11-02 12:09:08
【问题描述】：

我正在使用 sys/shm 库在两个应用程序之间共享内存。它运行良好，如我所愿，但我不确定该库是否以我目前实现的方式完全安全。

如果在另一个应用程序尝试读取它的同时更改了一个值会发生什么。这甚至可能首先发生吗？我不知道。

这是我的两个应用程序的简化版本：

发送：

int main(int argc, char* argv[])
{
    int Delta_x{ atoi(argv[1]) }, Delta_y{ atoi(argv[2]) }, Delta_z{ atoi(argv[3]) };

    int shmid;
    int* array;
    int count = 3;
    int i = 0;
    int SizeMem;
    key_t key = ftok("shmfile", 66);

    SizeMem = sizeof(*array) * count;
    shmid = shmget(key, count * sizeof(int), IPC_CREAT);
    array = (int*)shmat(shmid, 0, 0);


    array[0] = Delta_x;
    array[1] = Delta_y;
    array[2] = Delta_z;

    shmdt((void*)array);
    return 0;
}

收到：

int* Recieve;
int x{ 0 }, y{ 0 }, z{0};

key_t key = ftok("shmfile", 66);
int shmid = shmget(key, 3 * sizeof(int), IPC_EXCL);
Recieve = (int*)shmat(shmid, (void*)0, SHM_RDONLY);

while (Condition)
{
    x = Recieve[0];
    y = Recieve[1];
    z = Recieve[2];
    std::cout << "x:" << x << ", y:" << y << ", z:" << z << std::endl;
    usleep(50000);
}

shmdt((void*)Recieve);

这个实现安全吗？

【问题讨论】：

不，这不安全。对共享内存段的并发访问是未指定的行为。您将不得不自己进行一些研究，以调查在您的实现中是否有可能在共享内存中构造一个互斥锁（使用placement new），并使用它来同步对其余共享内存的访问。

标签： c++ memory shared-memory

【解决方案1】：

这不安全。我的意思是，如果您将写入代码放在一个循环中并运行发送代码，则读取代码可能会在第一次写入之后和最后一次写入之前执行。它根据线程调度程序。

但是您在共享内存中的数据是整数值。它可以在一条指令中写入和读取，因此您从内存中读取的值始终是您写入的值。

并且读/写一个有效的整数永远不会导致程序崩溃。

【讨论】：

【解决方案2】：

情况与多线程中的情况完全相同。为了安全地读/写数据，需要像互斥锁这样的安全机制。

Boost.Interprocess 库具有各种互斥体、信号量和条件变量。只是不要期望它们高效，因为大多数操作系统对交互处理的支持一直非常有限。

【讨论】：