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隨著計算密集型任務(wù)在現(xiàn)代計算機中的普及，線程之間的協(xié)作變得非常重要。操作系統(tǒng)采用一種叫做共享內(nèi)存的機制來實現(xiàn)線程間的通信。linux作為當(dāng)今流行的操作系統(tǒng)，其實現(xiàn)的共享內(nèi)存機制被廣泛應(yīng)用于各類應(yīng)用領(lǐng)域。本文針對Linux的共享內(nèi)存機制進行剖析，以便讓讀者更好地理解共享內(nèi)存是如何使用的，以及它擁有怎樣的優(yōu)點和缺陷。
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Linux共享內(nèi)存機制的目的是允許多個進程或線程共享一段有限的內(nèi)存空間。它由內(nèi)核維護，用戶進程可以通過內(nèi)存的多次映射機制實現(xiàn)與內(nèi)存的交互，從而完成線程之間的通信。具體來說，Linux下的共享內(nèi)存允許一個進程在內(nèi)核態(tài)中新建一段共享內(nèi)存，并定義共享的參數(shù)；另一個或多個進程只需調(diào)用系統(tǒng)接口來獲取共享內(nèi)存的信息，便可使用該段共享內(nèi)存了。
使用Linux共享內(nèi)存機制有一些非常明顯的優(yōu)點，最重要的是它能夠提供有效的內(nèi)存空間利用和更短的通信時間。共享內(nèi)存機制允許線程使用傳統(tǒng)手段共享內(nèi)存，可以比在文件系統(tǒng)中使用消息性能更好；另外，因為沒有從用戶空間到內(nèi)核空間的跨越，所以線程間的通信時間可以大大縮短。
當(dāng)然，另一個重要的優(yōu)點就是Linux允許用戶不僅可以使用靜態(tài)建立的共享內(nèi)存，也可以使用動態(tài)分配的內(nèi)存。這意味著用戶可以根據(jù)運行時的情況，來動態(tài)的分配內(nèi)存空間，以滿足后續(xù)的線程間通信。
Linux共享內(nèi)存機制的本質(zhì)是內(nèi)存的多次映射機制，代碼如下：
#include
#include
#include
int fd = open(“/dev/shm/filename”,O_RDWR | O_CREAT);
int prot = PROT_READ | PROT_WRITE;
int flags = MAP_SHARED;
int size = 1000;
char *mem = (char*)mmap(NULL, size, prot, flags, fd, 0);
共享內(nèi)存機制的實現(xiàn)過程十分繁雜，有時甚至需要多次拷貝、訪問臨時緩存才能完成，因此會消耗較長的時間在同步上，而且易產(chǎn)生死鎖等問題。
總之，Linux線程間共享內(nèi)存機制是一種很有用的機制，它允許多個進程或線程共享一段有限的內(nèi)存，從而大大縮短線程間通信時間，同時允許進程根據(jù)具體情況來動態(tài)分配內(nèi)存空間。不過，由于它受限于內(nèi)核空間，使用時應(yīng)仔細(xì)謹(jǐn)慎，以避免出現(xiàn)同步等問題。
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網(wǎng)頁標(biāo)題：Linux線程間共享內(nèi)存機制剖析（linux多線程共享內(nèi)存）
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