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linux共享内存的使用

发布时间:2023-01-03 11:50:58

1. 共享内存 linux下怎么跑

linux 共享内存实现

说起共享内存,一般来说会让人想起下面一些方法:
1、多线程。线程之间的内存都是共享的。更确切的说,属于同一进程的线程使用的是同一个地址空间,而不是在不同地址空间之间进行内存共享;
2、父子进程间的内存共享。父进程以MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS选项mmap一块匿名内存,fork之后,其子孙进程之间就能共享这块内存。这种共享内存由于受到进程父子关系的限制,一般较少使用;
3、mmap文件。多个进程mmap到同一个文件,实际上就是大家在共享文件pagecache中的内存。不过文件牵涉到磁盘的读写,用来做共享内存显然十分笨重,所以就有了不跟磁盘扯上关系的内存文件,也就是我们这里要讨论的tmpfs和shmem;

tmpfs是一套虚拟的文件系统,在其中创建的文件都是基于内存的,机器重启即消失。
shmem是一套ipc,通过相应的ipc系统调用shmget能够以指定key创建一块的共享内存。需要使用这块内存的进程可以通过shmat系统调用来获得它。
虽然是两套不同的接口,但是在内核里面的实现却是同一套。shmem内部挂载了一个tmpfs分区(用户不可见),shmget就是在该分区下获取名为"SYSV${key}"的文件。然后shmat就相当于mmap这个文件。
所以我们接下来就把tmpfs和shmem当作同一个东西来讨论了。

tmpfs/shmem是一个介于文件和匿名内存之间的东西。
一方面,它具有文件的属性,能够像操作文件一样去操作它。它有自己inode、有自己的pagecache;
另一方面,它也有匿名内存的属性。由于没有像磁盘这样的外部存储介质,内核在内存紧缺时不能简单的将page从它们的pagecache中丢弃,而需要swap-out;(参阅《linux页面回收浅析》)

对tmpfs/shmem内存的读写,就是对pagecache中相应位置的page所代表的内存进行读写,这一点跟普通的文件映射没有什么不同。
如果进程地址空间的相应位置尚未映射,则会建立到pagecache中相应page的映射;
如果pagecache中的相应位置还没有分配page,则会分配一个。当然,由于不存在磁盘上的源数据,新分配的page总是空的(特别的,通过read系统调用去读一个尚未分配page的位置时,并不会分配新的page,而是共享ZERO_PAGE);
如果pagecache中相应位置的page被回收了,则会先将其恢复;

对于第三个“如果”,tmpfs/shmem和普通文件的page回收及其恢复方式是不同的:
page回收时,跟普通文件的情况一样,内核会通过prio_tree反向映射找到映射这个page的每一个pagetable,然后将其中对应的pte清空。
不同之处是普通文件的page在确保与磁盘同步(如果page为脏的话需要刷回磁盘)之后就可以丢弃了,而对于tmpfs/shmem的page则需要进行swap-out。
注意,匿名page在被swap-out时,并不是将映射它的pte清空,而是得在pte上填写相应的swap_entry,以便知道page被换出到哪里去,否则再需要这个page的时候就没法swap-in了。
而tmpfs/shmem的page呢?pagetable中对应的pte被清空,swap_entry会被存放在pagecache的radix_tree的对应slot上。

等下一次访问触发pagefault时,page需要恢复。
普通文件的page恢复跟page未分配时的情形一样,需要新分配page、然后根据映射的位置重新从磁盘读出相应的数据;
而tmpfs/shmem则是通过映射的位置找到radix_tree上对应的slot,从中得到swap_entry,从而进行swap-in,并将新的page放回pagecache;

这里就有个问题了,在pagecache的radix_tree的某个slot上,怎么知道里面存放着的是正常的page?还是swap-out后留下的swap_entry?
如果是swap_entry,那么slot上的值将被加上RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY标记(值为2)。swap_entry的值被左移两位后OR上RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY,填入slot。
也就是说,如果${slot}&RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY!=0,则它代表swap_entry,且swap_entry的值是${slot}>>2;否则它代表page,${slot}就是指向page的指针,当然其值可能是NULL,说明page尚未分配。
那么显然,page的地址值其末两位肯定是0,否则就可能跟RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY标记冲突了;而swap_entry的值最大只能是30bit或62bit(对应32位或64位机器),否则左移两位就溢出了。

最后以一张图说明一下匿名page、文件映射page、tmpfs/shmempage的回收及恢复过程:

2. 在linux中共享内存里分别存放了整数和字符,怎么将它们分别取出来

一、应用
共享内存的使用,主要有以下几个API:ftok()、shmget()、shmat()、shmdt()及shmctl()。
1)用ftok()函数获得一个ID号.
应用说明:
在IPC中,我们经常用用key_t的值来创建或者打开信号量,共享内存和消息队列。
函数原型:
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
Keys:
1)pathname一定要在系统中存在并且进程能够访问的
3)proj_id是一个1-255之间的一个整数值,典型的值是一个ASCII值。
当成功执行的时候,一个key_t值将会被返回,否则-1被返回。我们可以使用strerror(errno)来确定具体的错误信息。
考虑到应用系统可能在不同的主机上应用,可以直接定义一个key,而不用ftok获得:
#define IPCKEY 0x344378
2)shmget()用来开辟/指向一块共享内存的函数
应用说明:
shmget()用来获得共享内存区域的ID,如果不存在指定的共享区域就创建相应的区域。
函数原型:
int shmget(key_t key, size_t size, int shmflg);
key_t key 是这块共享内存的标识符。如果是父子关系的进程间通信的话,这个标识符用IPC_PRIVATE来代替。如果两个进程没有任何关系,所以就用ftok()算出来一个标识符(或者自己定义一个)使用了。
int size 是这块内存的大小.
int flag 是这块内存的模式(mode)以及权限标识。
模式可取如下值:
IPC_CREAT 新建(如果已创建则返回目前共享内存的id)
IPC_EXCL 与IPC_CREAT结合使用,如果已创建则则返回错误
然后将“模式” 和“权限标识”进行“或”运算,做为第三个参数。
如: IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0640
例子中的0666为权限标识,4/2/1 分别表示读/写/执行3种权限,第一个0是UID,第一个6(4+2)表示拥有者的权限,第二个4表示同组权限,第3个0表示他人的权限。
这个函数成功时返回共享内存的ID,失败时返回-1。
关于这个函数,要多说两句。
创建共享内存时,shmflg参数至少需要 IPC_CREAT | 权限标识,如果只有IPC_CREAT 则申请的地址都是k=0xffffffff,不能使用;
获取已创建的共享内存时,shmflg不要用IPC_CREAT(只能用创建共享内存时的权限标识,如0640),否则在某些情况下,比如用ipcrm删除共享内存后,用该函数并用IPC_CREAT参数获取一次共享内存(当然,获取失败),则即使再次创建共享内存也不能成功,此时必须更改key来重建共享内存。

3. 一般来说,在linux中使用共享内存的流程应该怎样

可以使用samba协议。Samba是在Linux和UNIX系统上实现SMB协议的一个免费软件,由服务器及客户端程序构成。SMB是一种在局域网上共享文件和打印机的一种通信协议,它为局域网内的不同计算机之间提供文件及打印机等资源的共享服务。具体配置步骤如下:
步骤1:安装samba
sudo apt-get install samba samba-common-bin
步骤2:新建共享目录并设置权限
sudo mkdir /home/share
sudo chmod 777 /home/share
步骤3:修改配置文件
sudo nano /etc/samba/smb.conf
在smb.conf最后添加:
[share]
path = /home/share
browseable = yes
writable = yes
comment = smb share test
public = no#yes无需密码 no需要密码
步骤4:添加远程访问用户
sudo useradd smbuser
sudo smbpasswd -a smbuser
步骤5:重新启动服务
sudo service samba restart
对于windows操作系统,在资源管理器里输入\\Linux的IP地址,会提示输入上述步骤设置的用户名和密码,输入正确后即可访问分享内容。

4. linux共享内存的分配

进程通过调用shmget(Shared Memory GET,获取共享内存)来分配一个共享内存块。
该函数的第一个参数是一个用来标识共享内存块的键值。彼此无关的进程可以通过指定同一个键以获取对同一个共享内存块的访问。不幸的是,其它程序也可能挑选了同样的特定值作为自己分配共享内存的键值,从而产生冲突。用特殊常量IPC_PRIVATE作为键值可以保证系统建立一个全新的共享内存块。
该函数的第二个参数指定了所申请的内存块的大小。因为这些内存块是以页面为单位进行分配的,实际分配的内存块大小将被扩大到页面大小的整数倍。
第三个参数是一组标志,通过特定常量的按位或操作来shmget。这些特定常量包括:
IPC_CREAT:这个标志表示应创建一个新的共享内存块。通过指定这个标志,我们可以创建一个具有指定键值的新共享内存块。
IPC_EXCL:这个标志只能与 IPC_CREAT 同时使用。当指定这个标志的时候,如果已有一个具有这个键值的共享内存块存在,则shmget会调用失败。也就是说,这个标志将使线程获得一个“独有”的共享内存块。如果没有指定这个标志而系统中存在一个具有相同键值的共享内存块,shmget会返回这个已经建立的共享内存块,而不是重新创建一个。
模式标志:这个值由9个位组成,分别表示属主、属组和其它用户对该内存块的访问权限。其中表示执行权限的位将被忽略。指明访问权限的一个简单办法是利用<sys/stat.h>中指定,并且在手册页第二节stat条目中说明了的常量指定。例如,S_IRUSR和S_IWUSR分别指定了该内存块属主的读写权限,而 S_IROTH和S_IWOTH则指定了其它用户的读写权限。 下面例子中shmget函数创建了一个新的共享内存块(当shm_key已被占用时则获取对一个已经存在共享内存块的访问),且只有属主对该内存块具有读写权限,其它用户不可读写。
int segment_id = shmget (shm_key, getpagesize (), IPC_CREAT | S_IRUSR| S_IWUSR ); 如果调用成功,shmget将返回一个共享内存标识符。如果该共享内存块已经存在,系统会检查访问权限,同时会检查该内存块是否被标记为等待摧毁状态。

5. 如何设置linux的共享内存

首先先使用shmget建立一块共享内存,然后向该内存中写入数据并返回该共享内存shmid
使用另一个程序通过上一程序返回的shmid读该共享内存内的数据
建立共享内存并写入数据的程序

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
voidget_buf(char*buf)
{
inti=0;
while((buf[i]=getchar())!=' '&&i<1024)
i++;
}
intmain(void)
{
intshmid;
shmid=shmget(IPC_PRIVATE,sizeof(char)*1024,IPC_CREAT|0666);
if(shmid==-1)
{
perror("shmget");
}
char*buf;
if((int)(buf=shmat(shmid,NULL,0))==-1)
{
perror("shmat");
exit(1);
}
get_buf(buf);
printf("%d ",shmid);
return0;
}
读取数据的程序
#include<stdio.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
#include<stdlib.h>
intmain(intargc,char**argv)
{
intshmid;
shmid=atoi(argv[1]);
char*buf;
if((int)(buf=shmat(shmid,NULL,0))==-1)
{
perror("shmat");
exit(1);
}
printf("%s ",buf);
shmdt(buf);
return0;
}

命令行的第一个参数设为第一个程序输出的数字

使用完以后可以使用
ipcrm -m 19562507
来删除该共享内存

6. 共享内存原理

Linux的2.2.x内核支持多种共享内存方式,如mmap()系统调用,Posix共享内存,以及系统V共享内存。

共享内存可以说是最有用的进程间通信方式,也是最快的IPC形式。两个不同进程A、B共享内存的意思是,同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新,反之亦然。由于多个进程共享同一块内存区域,必然需要某种同步机制,互斥锁和信号量都可以。

系统V共享内存原理

进程间需要共享的数据被放在一个叫做IPC共享内存区域的地方,所有需要访问该共享区域的进程都要把该共享区域映射到本进程的地址空间中去。系统V共享内存通过shmget获得或创建一个IPC共享内存区域,并返回相应的标识符。内核在保证shmget获得或创建一个共享内存区,初始化该共享内存区相应的shmid_kernel结构注同时,还将在特殊文件系统shm中,创建并打开一个同名文件,并在内存中建立起该文件的相应dentry及inode结构,新打开的文件不属于任何一个进程(任何进程都可以访问该共享内存区)。所有这一切都是系统调用shmget完成的。

Linux 有一个系统调用叫 mmap(),这个 mmap() 可以把一个文件映射到进程的地址空间(进程使用的虚拟内存),这样进程就可以通过读写这个进程地址空间来读写这个文件。

你可能会觉得奇怪,我明明写的是内存啊,怎么会变成写文件了呢?他们之间是怎么转化的呢?

没错,你写的确实是内存,但是你写的这个内存不是普通的内存,你写在这个内存上的内容,过段时间后会被内核写到这个文件上面。而写文件,其实最后都会变成写数据到设备里(硬盘、Nand Flash 等)。

mmap的优点主要在为用户程序随机的访问,操作,文件提供了一个方便的操作方法;其次就是为不同进程共享大批量数据提供高效的手段;另外就是对特大文件(无法一次性读入内存)的处理提供了一种有效的方法。

内核里存在着一个特殊的文件系统,这个文件系统的存储介质不是别的,正是 RAM。

在 shmget() 调用之后,系统会为你在这个文件系统上创建一个文件,但是这个时候仅仅是创建了这个文件。

然后你就应该调用 shmat() 了,调用 shmat() 之后,内核会使用 mmap 把这个文件映射到你的进程地址空间,这个时候你就能直接读写映射后的地址了。

过段时间,内核把你写的 内容写到了文件里面,但是,这个文件的存储介质是内存,所以他会怎么做?看明白了吧?

答案:他会写入内存呀

我们先来看看如果不使用内存映射文件的处理流程是怎样的,首先我们得先读出磁盘文件的内容到内存中,然后修改,最后回写到磁盘上。第一步读磁盘文件是要经过一次系统调用的,它首先将文件内容从磁盘拷贝到内核空间的一个缓冲区,然后再将这些数据拷贝到用户空间,实际上是两次数据拷贝。第三步回写也一样也要经过两次数据拷贝。

所以我们基本上会有四次数据的拷贝了,因为大文件数据量很大,几十GB甚至更大,所以拷贝的开销是非常大的。

而内存映射文件是操作系统的提供的一种机制,可以减少这种不必要的数据拷贝,从而提高效率。它由mmap()将文件直接映射到用户空间,mmap()并没有进行数据拷贝,真正的数据拷贝是在缺页中断处理时进行的,由于mmap()将文件直接映射到用户空间,所以中断处理函数根据这个映射关系,直接将文件从硬盘拷贝到用户空间,所以只进行了一次数据拷贝 ,比read进行两次数据拷贝要好上一倍,因此,内存映射的效率要比read/write效率高。

一般来说,read write操作可以满足大多数文件操作的要求,但是对于某些特殊应用领域所需要的几十GB甚至更大的存储,这种通常的文件处理方法进行处理显然是行不通的。

mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上,如果文件的大小不是所有页的大小之和,最后一个页不被使用的空间将会清零。munmap执行相反的操作,删除特定地址区域的对象映射。

当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用.但需注意,直接对该段内存写时不会写入超过当前文件大小的内容.

参考地址:

7. LINUX系统的内存管理知识详解

内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一。内存管理系统是操作系统中最为重要的部分,因为系统的物理内存总是少于系统所需要的内存数量。虚拟内存就是为了克服这个矛盾而采用的策略。系统的虚拟内存通过在各个进程之间共享内存而使系统看起来有多于实际内存的内存容量。Linux支持虚拟内存, 就是使用磁盘作为RAM的扩展,使可用内存相应地有效扩大。核心把当前不用的内存块存到硬盘,腾出内存给其他目的。当原来的内容又要使用时,再读回内存。以下就是我为大家整理到的详细LINUX系统内存管理的知识,欢迎大家阅读!!!

LINUX系统教程:内存管理的知识详解

一、内存使用情况监测

(1)实时监控内存使用情况

在命令行使用“Free”命令可以监控内存使用情况

代码如下:

#free

total used free shared buffers cached

Mem: 256024 192284 63740 0 10676 101004

-/+ buffers/cache: 80604 175420

Swap: 522072 0 522072

上面给出了一个256兆的RAM和512兆交换空间的系统情况。第三行输出(Mem:)显示物理内存。total列不显示核心使用的物理内存(通常大约1MB)。used列显示被使用的内存总额(第二行不计缓冲)。 free列显示全部没使用的内存。Shared列显示多个进程共享的内存总额。Buffers列显示磁盘缓存的当前大小。第五行(Swap:)对对换空间,显示的信息类似上面。如果这行为全0,那么没使用对换空间。在缺省的状态下,free命令以千字节(也就是1024字节为单位)来显示内存使用情况。可以使用—h参数以字节为单位显示内存使用情况,或者可以使用—m参数以兆字节为单位显示内存使用情况。还可以通过—s参数使用命令来不间断地监视内存使用情况:

#free –b –s2

这个命令将会在终端窗口中连续不断地报告内存的使用情况,每2秒钟更新一次。

(2)组合watch与 free命令用来实时监控内存使用情况:

代码如下:

#watch -n 2 -d free

Every 2.0s: free Fri Jul 6 06:06:12 2007

total used free shared buffers cached

Mem: 233356 218616 14740 0 5560 64784

-/+ buffers/cache: 148272 85084

Swap: 622584 6656 615928

watch命令会每两秒执行 free一次,执行前会清除屏幕,在同样位置显示数据。因为 watch命令不会卷动屏幕,所以适合出长时间的监测内存使用率。可以使用 -n选项,控制执行的频率;也可以利用 -d选项,让命令将每次不同的地方显示出来。Watch命令会一直执行,直到您按下 [Ctrl]-[C] 为止。

二、虚拟内存的概念

(1)Linux虚拟内存实现机制

Linux虚拟内存的实现需要六种机制的支持:地址映射机制、内存分配回收机制、缓存和刷新机制、请求页机制、交换机制、内存共享机制。

首先内存管理程序通过映射机制把用户程序的逻辑地址映射到物理地址,在用户程序运行时如果发现程序中要用的虚地址没有对应的物理内存时,就发出了请求页要求;如果有空闲的内存可供分配,就请求分配内存(于是用到了内存的分配和回收),并把正在使用的物理页记录在缓存中(使用了缓存机制)。 如果没有足够的内存可供分配,那么就调用交换机制,腾出一部分内存。另外在地址映射中要通过TLB(翻译后援存储器)来寻找物理页;交换机制中也要用到交换缓存,并且把物理页内容交换到交换文件中后也要修改页表来映射文件地址。

(2)虚拟内存容量设定

也许有人告诉你,应该分配2倍于物理内存的虚拟内存,但这是个不固定的规律。如果你的物理保存比较小,可以这样设定。如果你有1G物理内存或更多的话,可以缩小一下虚拟内存。Linux会把大量的内存用做Cache的,但在资源紧张时回收回.。你只要看到swap为0或者很小就可以放心了,因为内存放着不用才是最大的浪费。

三、使甩vmstat命令监视虚拟内存使用情况

vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计,不足之处是无法对某个进程进行深入分析。通常使用vmstat 5 5(表示在5秒时间内进行5次采样)命令测试。将得到一个数据汇总它可以反映真正的系统情况。

代码如下:

#vmstat 5 5

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa

1 0 62792 3460 9116 88092 6 30 189 89 1061 569 17 28 54 2

0 0 62792 3400 9124 88092 0 0 0 14 884 434 4 14 81 0

0 0 62792 3400 9132 88092 0 0 0 14 877 424 4 15 81 0

1 0 62792 3400 9140 88092 0 0 0 14 868 418 6 20 74 0

1 0 62792 3400 9148 88092 0 0 0 15 847 400 9 25 67 0

vmstat命令输出分成六个部分:

(1)进程procs:

r:在运行队列中等待的进程数 。

b:在等待io的进程数 。

(2)内存memoy:

swpd:现时可用的交换内存(单位KB)。

free:空闲的内存(单位KB)。

buff: 缓冲去中的内存数(单位:KB)。

cache:被用来做为高速缓存的内存数(单位:KB)。

(3) swap交换页面

si: 从磁盘交换到内存的交换页数量,单位:KB/秒。

so: 从内存交换到磁盘的交换页数量,单位:KB/秒。

(4) io块设备:

bi: 发送到块设备的块数,单位:块/秒。

bo: 从块设备接收到的块数,单位:块/秒。

(5)system系统:

in: 每秒的中断数,包括时钟中断。

cs: 每秒的环境(上下文)切换次数。

(6)cpu中央处理器:

cs:用户进程使用的时间 。以百分比表示。

sy:系统进程使用的时间。 以百分比表示。

id:中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

如果 r经常大于 4 ,且id经常小于40,表示中央处理器的负荷很重。 如果bi,bo 长期不等于0,表示物理内存容量太小。

四、Linux 服务器的内存泄露和回收内存的方法

1、内存泄漏的定义:

一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的,大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定),使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc,realloc,new等函数从堆中分配到一块内存,使用完后,程序必须负责相应的调用free或释放该内存块,否则,这块内存就不能被再次使用,我们就说这块内存泄漏了。

2、内存泄露的危害

从用户使用程序的角度来看,内存泄漏本身不会产生什么危害,作为一般的用户,根本感觉不到内存泄漏的存在。真正有危害的`是内存泄漏的堆积,这会最终消耗尽系统所有的内存。从这个角度来说,一次性内存泄漏并没有什么危害,因为它不会堆积,而隐式内存泄漏危害性则非常大,因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到。存在内存泄漏问题的程序除了会占用更多的内存外,还会使程序的性能急剧下降。对于服务器而言,如果出现这种情况,即使系统不崩溃,也会严重影响使用。

3、内存泄露的检测和回收

对于内存溢出之类的麻烦可能大家在编写指针比较多的复杂的程序的时候就会遇到。在 Linux 或者 unix 下,C、C++语言是最使用工具。但是我们的 C++ 程序缺乏相应的手段来检测内存信息,而只能使用 top 指令观察进程的动态内存总额。而且程序退出时,我们无法获知任何内存泄漏信息。

使用kill命令

使用Linux命令回收内存,我们可以使用Ps、Kill两个命令检测内存使用情况和进行回收。在使用超级用户权限时使用命令“Ps”,它会列出所有正在运行的程序名称,和对应的进程号(PID)。Kill命令的工作原理是:向Linux操作系统的内核送出一个系统操作信号和程序的进程号(PID)。

应用例子:

为了高效率回收内存可以使用命令ps 参数v:

代码如下:

[root@www ~]# ps v

PID TTY STAT TIME MAJFL TRS DRS RSS %MEM COMMAND

2542 tty1 Ss+ 0:00 0 8 1627 428 0.1 /sbin/mingetty tty1

2543 tty2 Ss+ 0:00 0 8 1631 428 0.1 /sbin/mingetty tty2

2547 tty3 Ss+ 0:00 0 8 1631 432 0.1 /sbin/mingetty tty3

2548 tty4 Ss+ 0:00 0 8 1627 428 0.1 /sbin/mingetty tty4

2574 tty5 Ss+ 0:00 0 8 1631 432 0.1 /sbin/mingetty tty5

2587 tty6 Ss+ 0:00 0 8 1627 424 0.1 /sbin/mingetty tty6

2657 tty7 Ss+ 1:18 12 1710 29981 7040 3.0 /usr/bin/Xorg :0 -br -a

2670 pts/2 Ss 0:01 2 682 6213 1496 0.6 -bash

3008 pts/4 Ss 0:00 2 682 6221 1472 0.6 /bin/bash

3029 pts/4 S+ 0:00 2 32 1783 548 0.2 ping 192.168.1.12

3030 pts/2 R+ 0:00 2 73 5134 768 0.3 ps v

然后如果想回收Ping命令的内存的话,使用命令:

代码如下:

# Kill -9 3029

使用工具软件

Memprof是一个非常具有吸引力且非常易于使用的软件,它由Red Hat的Owen Talyor创立。这个工具是用于GNOME前端的Boehm-Demers-Weiser垃圾回收器。这个工具直接就可以执行,并且其工作起来无需对源代码进行任何修改。在程序执行时,这个工具会以图形化的方式显示内存的使用情况。

相关介绍:Linux

严格来讲,Linux这个词本身只表示Linux内核,但人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核,并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。

Linux拥有以下特性:类似于Unix的基本思想,支持完全免费与自由传播,完全兼容POSIX1.0标准,支持多用户、多任务、有着良好的界面、支持多种平台。Linux 能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想,是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

Linux有着许多不同的版本,但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中,比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。

8. Linux进程通信实验(共享内存通信,接上篇)

这一篇记录一下共享内存实验,需要linux的共享内存机制有一定的了解,同时也需要了解POSIX信号量来实现进程间的同步。可以参考以下两篇博客: https://blog.csdn.net/sicofield/article/details/10897091
https://blog.csdn.net/ljianhui/article/details/10253345

实验要求:编写sender和receiver程序,sender创建一个共享内存并等待用户输入,然后把输入通过共享内存发送给receiver并等待,receiver收到后把消息显示在屏幕上并用同样方式向sender发送一个over,然后两个程序结束运行。
这个实验的难点主要在于共享内存的创建和撤销(涉及到的步骤比较多,需要理解各步骤的功能),以及实现两个进程间的相互等待(使用信号量来实现,这里使用了有名信号量)

实验心得:学习理解了linux的共享内存机制以及POSIX信号量机制。
两个实验虽然加强了对linux一些机制的理解,但是感觉对linux的学习还不够,需要继续学习。

9. 探讨一下 Linux 共享内存的 N 种方式

关于 Linux 共享内存,写得最好的应该是宋宝华的 《世上最好的共享内存》 一文。

本文可以说是对这篇文章的学习笔记,顺手练习了一下 rust libc —— shichaoyuan/learn_rust/linux-shmipc-demo

按照宋宝华的总结,当前有四种主流的共享内存方式:

前两种方式比较符合传统的用法,共享内存做为进程间通信的媒介。
第三种方式更像是通过传递内存“句柄”进行数据传输。
第四种方式是为设备间传递数据设计,避免内存拷贝,直接传递内存“句柄”。

这里尝试了一下第二种和第三种方式。

这套 API 应该是最普遍的 —— shm_open + mmap,本质上来说 Aeron 也是用的这种方式(关于 Aeron 可以参考 我之前的文章 )。

看一下 glibc 中 shm_open 函数的实现就一清二楚了:

shm_open 函数就是在 /dev/shm 目录下建文件,该目录挂载为 tmpfs,至于 tmpfs 可以简单理解为存储介质是内存的一种文件系统,更准确的理解可以参考官方文档 tmpfs.txt 。

然后通过 mmap 函数将 tmpfs 文件映射到用户空间就可以随意操作了。

优点:
这种方式最大的优势在于共享的内存是有“实体”(也就是 tmpfs 中的文件)的,所以多个进程可以很容易通过文件名这个信息构建共享内存结构,特别适合把共享内存做为通信媒介的场景(例如 Aeron )。

缺点:
如果非要找一个缺点的话,可能是,文件本身独立于进程的生命周期,在使用完毕后需要注意删除文件(仅仅 close 是不行的),否则会一直占用内存资源。

memfd_create 函数的作用是创建一个匿名的文件,返回对应的 fd,这个文件当然不普通,它存活在内存中。更准确的理解可以参考官方文档 memfd_create(2) 。

直观理解,memfd_create 与 shm_open 的作用是一样的,都是创建共享内存实体,只是 memfd_create 创建的实体是匿名的,这就带了一个问题:如何让其它进程获取到匿名的实体?shm_open 方式有具体的文件名,所以可以通过打开文件的方式获取,那么对于匿名的文件怎么处理呢?

答案是:通过 Unix Domain Socket 传递 fd。

rust 的 UDS 实现:
rust 在 std 中已经提供了 UDS 的实现,但是关于传递 fd 的 send_vectored_with_ancillary 函数还属于 nightly-only experimental API 阶段。所以这里使用了一个三方 crate —— sendfd ,坦白说可以自己实现一下,使用 libc 构建好 SCM_RIGHTS 数据,sendmsg 出去即可,不过细节还是挺多,我这里就放弃了。

这套 API 设计更灵活,直接拓展了我的思路,本来还是受限于 Aeron 的用法,如果在这套 API 的加持下,是否可以通过传递数据包内存块(fd)真正实现零拷贝呢?

优点:
灵活。

缺点:

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