c - Posix 共享内存初始化

Question

我的问题是关于初始化使用 shm_open() 和 mmap() 获得的内存。我在几个地方看到的一个常见建议是使用标志 O_CREAT|O_EXCL 调用 shm_open():如果成功，那么我们就是共享内存的第一个用户，并且可以初始化它，否则我们不是第一个并且共享内存已经被另一个进程初始化。

但是，根据我对 shm_open 的理解以及我在 Linux 上所做的测试，这行不通:共享内存对象会留在系统中，即使在最后一个用户之后也是如此共享内存对象已取消映射并关闭。一个使用O_CREAT|O_EXCL 调用shm_open，然后关闭描述符并退出的简单测试程序将在第一次运行时成功，但在第二次运行时仍然会失败，即使尽管当时没有其他人在使用共享内存。

实际上在我看来(至少在我测试的系统上)shm_open 的行为与 open() 几乎相同:如果我修改我的简单的测试程序向共享内存写入一些东西(通过 mmap 获取的指针)并退出，然后共享内存对象将持久保留其内容(我可以运行另一个简单的程序来读回数据我之前写过)。

关于将 shm_open 与 O_CREAT|O_EXCL 一起使用的建议是错误的，还是我遗漏了什么？

我知道共享内存对象可以用 shm_unlink() 删除，但似乎只会导致更多问题:

1. 如果进程在调用 shm_unlink() 之前终止，那么我们又回到了上述问题。

2. 如果一个进程调用 shm_unlink() 而其他一些进程仍映射到同一共享内存，这些其他进程仍将照常继续使用它。现在，如果另一个进程来调用 shm_open() 具有相同的名称和指定的 O_CREAT，它实际上将成功创建具有相同名称的新共享内存对象，这是与其他进程仍在使用的旧共享内存对象完全无关。现在我们有一个进程试图通过共享内存与其他进程通信，但完全不知道它使用了错误的 channel 。

我习惯了 Windows 语义，其中共享内存对象只有在至少有一个句柄对它打开时才存在，所以这个 Posix 东西非常令人困惑。

Answer 1

由于您使用了 O_EXCL 标志，我假设您有一组围绕一个主控(段的创建者)聚集的进程。

然后，您的主进程将使用对 shm_open 的调用来创建共享内存段:

shmid = shm_open("/insert/name/here", O_CREAT|O_EXCL, 0644);
if (-1 == shmid) {
    printf("Oops ..\n");
}

到这里，slaves准备好使用segment了。由于 master 必须创建段，因此不需要在 slaves 调用中使用 O_CREAT 标志。如果在段尚未创建或已经销毁时执行从属调用，您只需要处理可能的错误。

当您的任何进程完成该段时，它应该调用 shm_unlink()。在这种架构中，master 通常为 slave 提供数据。当它无话可说时，它就闭嘴了。 slaves 负责优雅地处理相应的错误。

如您所述，如果进程在调用shm_unlink 过程之前终止，则该段将在之后继续存在。在某些情况下，为避免这种情况，您可以定义自己的信号处理程序，以便在收到 SIGINT 等信号时执行操作。无论如何，如果 SIGKILL 被发送到您的进程，您将无法解决这个问题。

编辑:更具体地说，使用 O_CREAT | O_EXCL 在不必要的时候是错误的。通过上面的小例子，您可以看到 master 需要创建段，因此需要这些标志。另一方面，任何从属进程都不必创建它。因此，您将绝对禁止在相关调用中使用O_CREAT。

现在，如果另一个进程在该段已创建时调用 shm_open(..., O_CREAT, ...)，它只会检索与该段相关的文件描述符。因此它将在正确的 channel 上(如果它有权这样做，请参阅 mode 参数)