Linux 进程间通信 -- 文件mmap映射
打开一个文件, 并且指定文件中的一个区域, 映射到内存中, 然后直接操作那个内存, 就能实现进程间通信!!!因为是内存操作, 所以速度是最快的.
使用mmap进程通信速度是最快的.
函数mmap：打开一个文件，指定一个文件的区域，作为一个区域，映射到内存中，以后就直接操作那个内存，就能够实现进程间的通信。因为是内存操作，所以速度最快。
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags,int fd, off_t offset);
int munmap(void *addr, size_t length);
参数解释:
-
fd: 需要映射文件的文件描述符
-
addr：固定NULL
-
length：拿出文件中的多长的一段，映射到内存。
-
prot - PROT_READ 和 PROT_WRITE 用的多
- PROT_EXEC Pages may be executed
- PROT_READ Pages may be read.
- PROT_WRITE Pages may be written.
- PROT_NONE Pages may not be accessed
-
flags - 是否可以共享!!!
- MAP_SHARED：对内存里的值进行修改，会反映到文件，也就是文件也被修改。
- MAP_PRIVATE：对内存里的值进行修改，不会反映到文件，文件不会被修改。
-
offset：从文件内容中的哪个位置开始拿。
-
返回值
- 成功：可用的内存的首地址
- 失败：
MAP_FAILED(that is, (void *) -1)
释放内存映射区。
#include <sys/mman.h>
int munmap(void *addr, size_t length);
- addr：mmap的返回值
- length：mmap创建的长度
- 返回值：成功0；失败-1.
简单dmeo, 需要注意mem.txt文件需要内容长度最少大于8byte
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main() {
// mem.txt filesize should > 8!!
int fd = open("mem.txt", O_RDWR);
// create mmap
char *mem = (char *)mmap(NULL, 8, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (mem == MAP_FAILED) {
perror("mmap err");
return -1;
}
printf("%s\n", mem);
strcpy(mem, "hello");
// release mmap
munmap(mem, 8);
close(fd);
}
使用mmap有多个需要注意的问题:
- 创建mmap的地址和释放地址必须一致.
- 在映射区越界操作情况如下(一定要尽量避免!!!):
- open文件size > 要写入的size > mmap参数的length：能够全部写入文件。
- open文件size < 要写入的size > mmap参数的length：不能全部写入文件，能够写入的size是open文件的size
- 偏移量offset必须是4K的整数倍(0, 4 * 1024, ...), 可以用
stat看到mmap的IO Block是4096 - 如果文件描述符先关闭, 对 mmap 映射没有影响
- open的时候，可以用新创建一个文件的方式，来创建映射区吗？ 会导致
Bus error(core dumped), 创建的文件的size为0，所以出上面的错误。新创建一个文件后，马上把文件大小扩展一下就不会发生错误了。int fd = open("mem", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
ftruncate(fd, 8);//把新创建的文件mem的大小扩展为8. - open文件时，选择
O_WRONLY时候,mmap函数出错，错误Permission denied, 因为要把文件的内容读到内存，所以隐含一次读取操作，所以没有读的权限的话，就出这个错误。 - 当选择
MAP_SHARED的时候，open文件选择O_RDONLY,prot不能是PROT_READ|PROT_WRITE, 会导致mmap函数出错，错误Permission denied,MAP_SHARED的时候会去写文件，但是open的时候只有读权限，所以权限不够。
用mmap实现父子进程间通信的例子：
参数flags必须是
MAP_SHARED，因为2个进程间通信，需要互相读写，所以必须是MAP_SHARED, 并且我们使用open+ftruncate的组合, 重新创建一个文件.
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main() {
int fd = open("mem.txt", O_RDWR | O_CREAT);
ftruncate(fd, 4);
int *mem = (int *)mmap(NULL, 4, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
if (mem == MAP_FAILED) {
perror("mmap");
return -1;
}
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
*mem = 100;
printf("child:mem=%d\n", *mem);
sleep(3);
printf("child:mem=%d\n", *mem);
} else if (pid > 0) {
sleep(1);
printf("parent:mem=%d\n", *mem);
*mem = 200;
printf("parent:mem=%d\n", *mem);
wait(NULL);
}
munmap(mem, 4);
close(fd);
}
从这个实例看到, 必须要先打开文件, 再使用mmap创建内存映射区(同时使用MAP_SHARRED), 比较麻烦, Linux也提供另外一种内存映射 -- 匿名映射
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