boost共享内存使用（3）managed_shared_memory共享内存分配器

本文主要是介绍boost共享内存使用（3）managed_shared_memory共享内存分配器，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！

概述

Boost.Interprocess提供了一些基本的类来创建共享内存对象和文件映射，并将这些可映射的类映射到进程的地址空间中。

然而，管理这些内存段对于非平凡的任务来说并不容易。一个映射区域是一个固定长度的内存缓冲区，动态创建和销毁任何类型的对象需要大量的工作，因为这将需要编写一个内存管理算法来分配该段的部分。许多情况下，我们还希望将名称与在共享内存中创建的对象关联起来，以便所有进程都可以使用名称找到该对象。

换句话说，尽管Boost.Interprocess提供了基本的类来处理共享内存和文件映射，但在处理非平凡任务时，仍然需要处理许多复杂的内存管理和对象查找问题。

为此，Boost.Interprocess 提供了4个管理内存段的类，它们分别是：

1. basic_managed_shared_memory 类：用于管理共享内存映射区域。通过这个类，可以在不同的进程之间共享内存，并且可以将内存映射到每个进程的地址空间中。

2. basic_managed_mapped_file 类：用于管理内存映射文件。通过这个类，可以将文件映射到进程的地址空间中，从而实现进程间共享数据。

3. basic_managed_heap_memory 类：用于管理堆分配的（使用 operator new）内存缓冲区。通过这个类，可以在内存中动态分配内存，并对其进行管理。

4. basic_managed_external_buffer 类：用于管理用户提供的固定大小缓冲区。通过这个类，可以将外部缓冲区与 Boost.Interprocess 的内存管理机制结合起来，实现更灵活的内存管理。

这些类中的前两个用于管理可以在进程之间共享的内存段。第三个类对于创建复杂的数据基础类型，并通过其他机制（如消息队列）发送到其他进程非常有用。第四个类可以管理任何固定大小的内存缓冲区。接下来的两个部分将分别介绍前两个类，而 basic_managed_heap_memory 和 basic_managed_external_buffer 将在稍后进行解释。

受管理内存段的最重要服务包括：

1. 内存段的动态分配：允许在内存段中动态分配部分内存。

2. 在内存段中构造 C++ 对象：这些对象可以是匿名的，也可以将名称与之关联。

3. 对命名对象进行搜索的能力。

4. 对许多特性进行定制：如内存分配算法、索引类型或字符类型。

5. 原子构造和销毁：如果内存段在两个进程之间共享，则可以保证不可能创建两个与同一名称关联的对象，从而简化了同步操作。

当我们创建一个新的managed shared memory时：

1. 创建一个新的共享内存对象。
2. 将整个共享内存对象映射到进程的地址空间中。
3. 在映射区域中构造一些辅助对象（如名称-对象索引、内部同步对象、内部变量等），以实现managed memory segment的特性。

一句话，managed_shared_memory更像是一个固定大小的共享内存分配器（虽然其大小可以伸缩，但是有约束）。

看下managed_shared_memory的原型：

template <class CharType,class MemoryAlgorithm,template<class IndexConfig> class IndexType>
class basic_managed_shared_memory;typedef basic_managed_shared_memory<char,rbtree_best_fit<mutex_family>,iset_index>
managed_shared_memory;typedef basic_managed_shared_memory<wchar_t,rbtree_best_fit<mutex_family>,iset_index>
wmanaged_shared_memory;

原始类型是basic_managed_shared_memory，有三个模板参数：

1. CharType：用于标识创建的命名对象的字符类型，例如 char 或 wchar_t。

2. MemoryAlgorithm：用于分配内存段的内存算法，例如 rbtree_best_fit。内存算法的内部 typedefs 还定义了以下内容：

• 同步类型（MemoryAlgorithm::mutex_family）：用于在所有分配操作中使用的同步机制。这允许使用用户定义的互斥锁或避免内部锁定，让用户在外部同步代码。
• 指针类型（MemoryAlgorithm::void_pointer）：内存分配算法或其他辅助结构（如用于维护对象/名称关联的映射）将使用的指针类型。所有与此管理的内存段一起使用的 STL 兼容的分配器和容器都将使用此指针类型。指针类型将确定管理的内存段是否可以在多个进程之间映射。例如，如果 void_pointer 是 offset_ptr，则可以在每个进程中的不同基地址上映射管理的段。如果 void_pointer 是 void*，则只能使用固定地址映射。

3. IndexType：用于存储名称-对象关联的索引类型，例如 map、哈希映射或有序向量。

使用示例

以下是一个使用Boost.Interprocess库中的managed_shared_memory的简单示例：

#include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
#include <iostream>using namespace boost::interprocess;int main()
{// Create or open a managed shared memorymanaged_shared_memory segment(open_or_create, "MyManagedSharedMemory", 65536); // 创建或打开一个大小为65536字节的managed shared memory// Allocate an integer in the managed shared memoryint *pInt = segment.construct<int>("MyInteger")(42); // 在managed shared memory中构造一个整数，初始值为42// Retrieve the integer valuestd::cout << "Integer value in managed shared memory: " << *pInt << std::endl;// Deallocate the integersegment.destroy<int>("MyInteger"); // 销毁在managed shared memory中的整数对象// Deallocate the shared memory segmentif (!shared_memory_object::remove("MyManagedSharedMemory")){std::cerr << "Failed to remove the managed shared memory segment." << std::endl;return 1;}else{std::cout << "Managed shared memory segment has been removed successfully." << std::endl;}return 0;
}

这个例子演示了如何创建或打开一个名为"MyManagedSharedMemory"的managed_shared_memory对象，并在其中存储一个整数。然后，它从中检索整数值并将其打印出来，最后销毁了整数对象。

除了构造对象方式，还提供了基于字节的内存分配接口：

#include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>int main()
{using namespace boost::interprocess;//Remove shared memory on construction and destructionstruct shm_remove{shm_remove() { shared_memory_object::remove("MySharedMemory"); }~shm_remove(){ shared_memory_object::remove("MySharedMemory"); }} remover;//Managed memory segment that allocates portions of a shared memory//segment with the default management algorithmmanaged_shared_memory managed_shm(create_only,"MySharedMemory", 65536);//Allocate 100 bytes of memory from segment, throwing versionvoid *ptr = managed_shm.allocate(100);//Deallocate itmanaged_shm.deallocate(ptr);//Non throwing versionptr = managed_shm.allocate(100, std::nothrow);//Deallocate itmanaged_shm.deallocate(ptr);return 0;
}

这篇关于boost共享内存使用（3）managed_shared_memory共享内存分配器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！

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