WIN32 进程间通讯-共享内存

2024-06-06 23:58
文章标签 进程 通讯 win32 共享内存

本文主要是介绍WIN32 进程间通讯-共享内存，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、引言
    在Windows程序中，各个进程之间常常需要交换数据，进行数据通讯。WIN32 API提供了许多函数使我们能够方便高效的进行进程间的通讯，通过这些函数我们可以控制不同进程间的数据交换.
    进程间通讯(即：同机通讯)和数据交换有多种方式：消息、共享内存、匿名（命名）管道、邮槽、Windows套接字等多种技术。“共享内存”（shared memory）可以定义为对一个以上的进程是可见的内存或存在于多个进程的虚拟地址空间。例如：如果两个进程使用相同的DLL，只把DLL的代码页装入内存一次，其他所有映射这个DLL的进程只要共享这些代码页就可以了；利用消息机制实现IPC虽然有交换的数据量小、携带的信息少等缺点，但由于其实现方便、应用灵活而广泛应用于无须大量、频繁数据交换的内部进程通讯系统之中。
二、同机进程间共享内存的实现
    采用内存映射文件实现WIN32进程间的通讯：Windows中的内存映射文件的机制为我们高效地操作文件提供了一种途径，它允许我们在WIN32进程中保留一段内存区域，把硬盘或页文件上的目标文件映射到这段虚拟内存中。注意：在程序实现中必须考虑各进程之间的同步问题。

具体实现步骤如下：
1、在服务器端进程中调用内存映射API函数CreateFileMapping创建一个有名字标识的共享内存；
函数CreateFileMapping原型
HANDLE CreateFileMapping (
HANDLE hFile, // 映射文件的句柄，若设为0xFFFFFFFF(即：INVALID_HANDLE_VALUE)则创建一个进程间共享的对象
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes, //安全属性

DWORD flProtect, //保护方式
DWORD dwMaximumSizeHigh, //对象的大小
DWORD dwMaximumSizeLow, 
LPCTSTR lpName // 映射文件名，即共享内存的名称 );
与虚拟内存类似，保护方式参数可以是PAGE_READONLY或是PAGE_READWRITE。如果多进程都对同一共享内存进行写访问，则必须保持相互间同步。映射文件还可以指定PAGE_WRITECOPY标志，可以保证其原始数据不会遭到破坏，同时允许其他进程在必要时自由的操作数据的拷贝。
例如：创建一个名为“zzj”的长度为4096字节的有名映射文件：
HANDLE m_hMapFile=CreateFileMapping((HANDLE)0xFFFFFFFF)，
NULL，PAGE_READWRITE，0，0x1000，" zzj")；
2、在创建文件映射对象后，服务器端进程调用MapViewOfFile函数映射到本进程的地址空间内；
例：映射缓存区视图
void* m_pBaseMapFile=MapViewOfFile(m_hMapFile，
FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE，0，0，0);
3、客户端进程访问共享内存对象，需要通过内存对象名调用OpenFileMapping函数，以获得共享内存对象的句柄
HANDLE m_hMapFile =OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE，FALSE，" zzj"); 
4、如果客户端进程获得共享内存对象的句柄成功，则调用MapViewOfFile函数来映射对象视图。用户可以使用该对象视图来进行数据读写操作，以达到数据通讯的目的。
例：映射缓存区视图
void* m_pBaseMapFile=MapViewOfFile(m_hMapFile，FILE_MAP_READ|FILE_MAP_WRITE，0，0，0);
5、当用户进程结束使用共享内存后，调用UnmapViewOfFile函数以取消其地址空间内的视图：
if (m_pBaseMapFile) 
{ 
   UnmapViewOfFile(m_pBaseMapFile); 
   SharedMapView=NULL; 
}

三、使用文件映射实现共享内存。

    FileMapping用于将存在于磁盘的文件放进一个进程的虚拟地址空间，并在该进程的虚拟地址空间中产生一个区域用于“存放”该文件，这个空间就叫做File View（存放在进程的虚拟内存中），系统并同时产生一个File Mapping Object（存放于物理内存中）用于维持这种映射关系，这样当多个进程需要读写那个文件的数据时，它们的File View其实对应的都是同一个File Mapping Object，这样做可节省内存和保持数据的同步性，并达到数据共享的目的。

    当然在一个应用向文件中写入数据时，其它进程不应该去读取这个正在写入的数据。这就需要进行一些同步的操作。下边来看一下具体的API。
CreateFileMaping的用法：
HANDLE CreateFileMapping( //返回FileMapping Object的句柄
HANDLE hFile, //想要产生映射的文件的句柄
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, //安全属性（只对NT和2000生效）
DWORD flProtect, //保护标致
DWORD dwMaximumSizeHigh, //在DWORD的高位中存放

File Mapping Object //的大小
DWORD dwMaximumSizeLow, //在DWORD的低位中存放

File Mapping Object //的大小（通常这两个参数有一个为0）
LPCTSTR lpName //File Mapping Object的名称。
);

1)物理文件句柄
任何可以获得的物理文件句柄，如果你需要创建一个物理文件无关的内存映射也无妨，将它设置成为0xFFFFFFFF(INVALID_HANDLE_VALUE)就可以了.

如果需要和物理文件关联，要确保你的物理文件创建的时候的访问模式和"保护设置"匹配，比如:物理文件只读，内存映射需要读写就会发生错误。推荐你的物理文件使用独占方式创建。

如果使用 INVALID_HANDLE_VALUE，也需要设置需要申请的内存空间的大小，无论物理文件句柄参数是否有效,这样CreateFileMapping就可以创建一个和物理文件大小无关的内存空间给你,甚至超过实际文件大小，如果你的物理文件有效，而大小参数为0，则返回给你的是一个和物理文件大小一样的内存空间地址范围。返回给你的文件映射地址空间是可以通过复制，集成或者命名得到，初始内容为0。

2)保护设置
就是安全设置,不过一般设置NULL就可以了,使用默认的安全配置. 在win2k下如果需要进行限制,这是针对那些将内存文件映射共享给整个网络上面的应用进程使用是,可以考虑进行限制.

3)高位文件大小
32位地址空间,设置为0。
4) 共享内存名称

命名可以包含 "Global"或者 "Local" 前缀在全局或者会话名空间初级文件映射.其他部分可以包含任何除了()以外的字符,可以参考 Kernel Object Name Spaces.

5)调用CreateFileMapping的时候GetLastError的对应错误
ERROR_FILE_INVALID 如果企图创建一个零长度的文件映射,应有此报
ERROR_INVALID_HANDLE 如果发现你的命名内存空间和现有的内存映射,互斥量,信号量,临界区同名就麻烦了
ERROR_ALREADY_EXISTS 表示内存空间命名已经存在

使用函数CreateFileMapping创建一个想共享的文件数据句柄，然后使用MapViewOfFile来获取共享的内存地址，然后使用OpenFileMapping函数在另一个进程里打开共享文件的名称，这样就可以实现不同的进程共享数据。

代码示例：这个程序包括一个客户端和一个服务端，服务端创建共享内存，客户端打开共享内存，两者通过两个事件互斥访问共享内存，实现一个小功能，就是服务端进程从控制台读入数据发送给客户端进程。

服务端：

 

[cpp]  view plain copy
print ?
  1. #include "stdafx.h"  
  2. #include <Windows.h>  
  3. #include <iostream>  
  4. using namespace std;  
  5.   
  6. int main()  
  7. {  
  8.     HANDLE hMutex           = NULL;  
  9.     HANDLE hFileMapping     = NULL;  
  10.     LPVOID lpShareMemory    = NULL;  
  11.     HANDLE hServerWriteOver = NULL;  
  12.     HANDLE hClientReadOver  = NULL;  
  13.   
  14.     //create share memory  
  15.     hFileMapping = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE,  
  16.         NULL,  
  17.         PAGE_READWRITE,  
  18.         0,  
  19.         1024*1024,  
  20.         L"ShareMemoryTest");  
  21.     if (NULL == hFileMapping)  
  22.     {  
  23.         cout << "CreateFileMapping fail:" << GetLastError() << endl;  
  24.         goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;  
  25.     }  
  26.   
  27.     lpShareMemory = MapViewOfFile(hFileMapping,  
  28.         FILE_MAP_ALL_ACCESS,  
  29.         0,  
  30.         0,      //memory start address  
  31.         0);     //all memory space  
  32.     if (NULL == lpShareMemory)  
  33.     {  
  34.         cout << "MapViewOfFile" << GetLastError() << endl;  
  35.         goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;  
  36.     }  
  37.   
  38.     //373  
  39.     hMutex = CreateMutex(NULL, FALSE, L"SM_Mutex");  
  40.     if (NULL == hMutex || ERROR_ALREADY_EXISTS == GetLastError())  
  41.     {  
  42.         cout << "CreateMutex" << GetLastError() << endl;  
  43.         goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;  
  44.     }//多个线程互斥访问  
  45.   
  46.     //send data  
  47.     hServerWriteOver = CreateEvent(NULL,  
  48.         TRUE,  
  49.         FALSE,  
  50.         L"ServerWriteOver");  
  51.     hClientReadOver = CreateEvent(NULL,  
  52.         TRUE,  
  53.         FALSE,  
  54.         L"ClientReadOver");  
  55.     if (NULL == hServerWriteOver ||  
  56.         NULL == hClientReadOver)  
  57.     {  
  58.         cout << "CreateEvent" << GetLastError() << endl;  
  59.         goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;  
  60.     }  
  61.   
  62.     char p = 0;  
  63.     char* q = (char*)lpShareMemory;  
  64.     do   
  65.     {  
  66.         p = getchar();  
  67.         if (WaitForSingleObject(hClientReadOver, 5*1000) != WAIT_OBJECT_0)   
  68.             goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;  
  69.         q[0] = p;  
  70.         if (!ResetEvent(hClientReadOver)) goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;//把指定的事件对象设置为无信号状态  
  71.         if (!SetEvent(hServerWriteOver)) goto SERVER_SHARE_MEMORY_END;//把指定的事件对象设置为有信号状态  
  72.     } while (p != '\n');  
  73.   
  74. SERVER_SHARE_MEMORY_END:  
  75.     //release share memory  
  76.     if (NULL != hServerWriteOver)   CloseHandle(hServerWriteOver);  
  77.     if (NULL != hClientReadOver)    CloseHandle(hClientReadOver);  
  78.     if (NULL != lpShareMemory)      UnmapViewOfFile(lpShareMemory);  
  79.     if (NULL != hFileMapping)       CloseHandle(hFileMapping);  
  80.     if (NULL != hMutex)             ReleaseMutex(hMutex);  
  81.     return 0;  
  82. }  


客户端：

[cpp]  view plain copy
print ?
  1. #include "stdafx.h"  
  2. #include <Windows.h>  
  3. #include <iostream>  
  4. using namespace std;  
  5. int main()  
  6. {  
  7.     HANDLE hMutex           = NULL;  
  8.     HANDLE hFileMapping     = NULL;  
  9.     LPVOID lpShareMemory    = NULL;  
  10.     HANDLE hServerWriteOver = NULL;  
  11.     HANDLE hClientReadOver  = NULL;  
  12.   
  13.     hMutex = OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS,  
  14.         FALSE,  
  15.         L"SM_Mutex");  
  16.     if (NULL == hMutex)  
  17.     {  
  18.         if (ERROR_FILE_NOT_FOUND == GetLastError())  
  19.         {  
  20.             cout << "OpenMutex fail: file not found!" << endl;  
  21.             goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  22.         }  
  23.         else  
  24.         {  
  25.             cout << "OpenMutex fail:" << GetLastError() << endl;  
  26.             goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  27.         }  
  28.     }  
  29.   
  30.     if (WaitForSingleObject(hMutex, 5000) != WAIT_OBJECT_0)//hMutex 一旦互斥对象处于有信号状态，则该函数返回  
  31.     {  
  32.         DWORD dwErr = GetLastError();  
  33.         goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  34.     }  
  35.   
  36.     //open share memory  
  37.     hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS,  
  38.         FALSE,  
  39.         L"ShareMemoryTest");  
  40.     if (NULL == hFileMapping)  
  41.     {  
  42.         cout << "OpenFileMapping" << GetLastError() << endl;  
  43.         goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  44.     }  
  45.   
  46.     lpShareMemory = MapViewOfFile(hFileMapping,  
  47.         FILE_MAP_ALL_ACCESS,  
  48.         0,  
  49.         0,  
  50.         0);  
  51.     if (NULL == lpShareMemory)  
  52.     {  
  53.         cout << "MapViewOfFile" << GetLastError() << endl;  
  54.         goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  55.     }  
  56.   
  57.     //read and write data  
  58.     hServerWriteOver = CreateEvent(NULL,  
  59.         TRUE,  
  60.         FALSE,  
  61.         L"ServerWriteOver");  
  62.     hClientReadOver = CreateEvent(NULL,  
  63.         TRUE,  
  64.         FALSE,  
  65.         L"ClientReadOver");  
  66.     if (NULL == hServerWriteOver ||  
  67.         NULL == hClientReadOver)  
  68.     {  
  69.         cout << "CreateEvent" << GetLastError() << endl;  
  70.         goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  71.     }  
  72.   
  73.     char p = 0;  
  74.     char* q = (char*)lpShareMemory;  
  75.     do   
  76.     {  
  77.         if (!SetEvent(hClientReadOver))   
  78.             goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  79.   
  80.         if (WaitForSingleObject(hServerWriteOver, INFINITE) != WAIT_OBJECT_0)   
  81.             goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;   
  82.   
  83.         p = q[0];  
  84.         putchar(p);  
  85.         if (!ResetEvent(hServerWriteOver))   
  86.             goto CLIENT_SHARE_MEMORY_END;  
  87.     } while (p != '\n');  
  88.   
  89. CLIENT_SHARE_MEMORY_END:  
  90.     //release share memory  
  91.     if (NULL != hServerWriteOver)   CloseHandle(hServerWriteOver);  
  92.     if (NULL != hClientReadOver)    CloseHandle(hClientReadOver);  
  93.     if (NULL != lpShareMemory)      UnmapViewOfFile(lpShareMemory);  
  94.     if (NULL != hFileMapping)       CloseHandle(hFileMapping);  
  95.     if (NULL != hMutex)             ReleaseMutex(hMutex);  
  96.     return 0;  
  97. }  

这篇关于WIN32 进程间通讯-共享内存的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1037599。

相关文章

Python中win32包的安装及常见用途介绍

Python中win32包的安装及常见用途介绍

《Python中win32包的安装及常见用途介绍》在Windows环境下,PythonWin32模块通常随Python安装包一起安装,：本文主要介绍Python中win32包的安装及常见用途的相关... 目录前言主要组件安装方法常见用途1. 操作Windows注册表2. 操作Windows服务3. 窗口操作
阅读更多...
Windows的CMD窗口如何查看并杀死nginx进程

Windows的CMD窗口如何查看并杀死nginx进程

《Windows的CMD窗口如何查看并杀死nginx进程》：本文主要介绍Windows的CMD窗口如何查看并杀死nginx进程问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录Windows的CMD窗口查看并杀死nginx进程开启nginx查看nginx进程停止nginx服务
阅读更多...
Java进程CPU使用率过高排查步骤详细讲解

Java进程CPU使用率过高排查步骤详细讲解

《Java进程CPU使用率过高排查步骤详细讲解》：本文主要介绍Java进程CPU使用率过高排查的相关资料,针对Java进程CPU使用率高的问题,我们可以遵循以下步骤进行排查和优化,文中通过代码介绍... 目录前言一、初步定位问题1.1 确认进程状态1.2 确定Java进程ID1.3 快速生成线程堆栈二、分析
阅读更多...
C#使用MQTTnet实现服务端与客户端的通讯的示例

C#使用MQTTnet实现服务端与客户端的通讯的示例

《C#使用MQTTnet实现服务端与客户端的通讯的示例》本文主要介绍了C#使用MQTTnet实现服务端与客户端的通讯的示例,包括协议特性、连接管理、QoS机制和安全策略,具有一定的参考价值,感兴趣的可... 目录一、MQTT 协议简介二、MQTT 协议核心特性三、MQTTNET 库的核心功能四、服务端（BR
阅读更多...
Python多进程、多线程、协程典型示例解析(最新推荐)

Python多进程、多线程、协程典型示例解析(最新推荐)

《Python多进程、多线程、协程典型示例解析(最新推荐)》：本文主要介绍Python多进程、多线程、协程典型示例解析(最新推荐),本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定... 目录一、multiprocessing（多进程）1. 模块简介2. 案例详解：并行计算平方和3. 实现逻
阅读更多...
C#通过进程调用外部应用的实现示例

C#通过进程调用外部应用的实现示例

《C#通过进程调用外部应用的实现示例》本文主要介绍了C#通过进程调用外部应用的实现示例,以WINFORM应用程序为例,在C#应用程序中调用PYTHON程序,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录窗口程序类进程信息类 系统设置类 以WINFORM应用程序为例，在C#应用程序中调用python程序
阅读更多...
Linux之systemV共享内存方式

Linux之systemV共享内存方式

《Linux之systemV共享内存方式》：本文主要介绍Linux之systemV共享内存方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、工作原理二、系统调用接口1、申请共享内存（一）key的获取（二）共享内存的申请2、将共享内存段连接到进程地址空间3、将
阅读更多...
Python如何精准判断某个进程是否在运行

Python如何精准判断某个进程是否在运行

《Python如何精准判断某个进程是否在运行》这篇文章主要为大家详细介绍了Python如何精准判断某个进程是否在运行,本文为大家整理了3种方法并进行了对比,有需要的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录一、为什么需要判断进程是否存在二、方法1：用psutil库（推荐）三、方法2：用os.system调用
阅读更多...
Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析

Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析

《Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析》：本文主要介绍Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Java程序进程起来了但是不打印日志的原因1、日志配置问题2、日志文件权限问题3、日志文件路径问题4、程序
阅读更多...
Linux中的进程间通信之匿名管道解读

Linux中的进程间通信之匿名管道解读

《Linux中的进程间通信之匿名管道解读》：本文主要介绍Linux中的进程间通信之匿名管道解读,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、基本概念二、管道1、温故知新2、实现方式3、匿名管道（一）管道中的四种情况（二）管道的特性总结一、基本概念我们知道多
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2