Go语言共享内存读写实例分析
时间：2020-10-25 14:21:31|栏目：Golang|点击： 次
本文实例分析了Go语言共享内存读写的方法。分享给大家供大家参考。具体分析如下：
前面分析了Go语言指针运算和内嵌C代码的方法，做了一个Go语言共享内存读写的实验。
先大概说下什么是共享内存。我们知道不同进程见的内存是互相独立的，没办法直接互相操作对方内的数据，而共享内存则是靠操作系统提供的内存映射机制，让不同进程的一块地址空间映射到同一个虚拟内存区域上，使不同的进程可以操作到一块共用的内存块。共享内存是效率最高的进程间通讯机制，因为数据不需要在内核和程序之间复制。
共享内存用到的是系统提供的mmap函数，它可以将一个文件映射到虚拟内存的一个区域中，程序使用指针引用这个区域，对这个内存区域的操作会被回写到文件上，Go内置的syscall包中有mmap函数，但是它是经过封装的，返回的是[]byte，没办法做我需求的指针运算，所以我还是用cgo来调用原生的mmap。
实验分为读和写两个程序，这样我们可以观察到读进程可以读到写进程写入共享内存的信息。
下面是shm_writer.go的代码：
复制代码 代码如下:
package main
/*
#cgo linux LDFLAGS: -lrt
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
int my_shm_new(char *name) {
shm_unlink(name);
return shm_open(name, O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, FILE_MODE);
}
*/
import "C"
import (
"fmt"
"unsafe"
)
const SHM_NAME = "my_shm"
const SHM_SIZE = 4 * 1000 * 1000 * 1000
type MyData struct {
Col1 int
Col2 int
Col3 int
}
func main() {
fd, err := C.my_shm_new(C.CString(SHM_NAME))
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
C.ftruncate(fd, SHM_SIZE)
ptr, err := C.mmap(nil, SHM_SIZE, C.PROT_READ|C.PROT_WRITE, C.MAP_SHARED, fd, 0)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
C.close(fd)
data := (*MyData)(unsafe.Pointer(ptr))
data.Col1 = 100
data.Col2 = 876
data.Col3 = 8021
}
/*
#cgo linux LDFLAGS: -lrt
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
int my_shm_new(char *name) {
shm_unlink(name);
return shm_open(name, O_RDWR|O_CREAT|O_EXCL, FILE_MODE);
}
*/
import "C"
import (
"fmt"
"unsafe"
)
const SHM_NAME = "my_shm"
const SHM_SIZE = 4 * 1000 * 1000 * 1000
type MyData struct {
Col1 int
Col2 int
Col3 int
}
func main() {
fd, err := C.my_shm_new(C.CString(SHM_NAME))
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
C.ftruncate(fd, SHM_SIZE)
ptr, err := C.mmap(nil, SHM_SIZE, C.PROT_READ|C.PROT_WRITE, C.MAP_SHARED, fd, 0)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
C.close(fd)
data := (*MyData)(unsafe.Pointer(ptr))
data.Col1 = 100
data.Col2 = 876
data.Col3 = 8021
}
下面是shm_reader.go的代码：
复制代码 代码如下:
package main
/*
#cgo linux LDFLAGS: -lrt
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
int my_shm_open(char *name) {
return shm_open(name, O_RDWR);
}
*/
import "C"
import (
"fmt"
"unsafe"
)
const SHM_NAME = "my_shm"
const SHM_SIZE = 4 * 1000 * 1000 * 1000
type MyData struct {
Col1 int
Col2 int
Col3 int
}
func main() {
fd, err := C.my_shm_open(C.CString(SHM_NAME))
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
ptr, err := C.mmap(nil, SHM_SIZE, C.PROT_READ|C.PROT_WRITE, C.MAP_SHARED, fd, 0)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
C.close(fd)
data := (*MyData)(unsafe.Pointer(ptr))
fmt.Println(data)
}
/*
#cgo linux LDFLAGS: -lrt
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
int my_shm_open(char *name) {
return shm_open(name, O_RDWR);
}
*/
import "C"
import (
"fmt"
"unsafe"
)
const SHM_NAME = "my_shm"
const SHM_SIZE = 4 * 1000 * 1000 * 1000
type MyData struct {
Col1 int
Col2 int
Col3 int
}
func main() {
fd, err := C.my_shm_open(C.CString(SHM_NAME))
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
ptr, err := C.mmap(nil, SHM_SIZE, C.PROT_READ|C.PROT_WRITE, C.MAP_SHARED, fd, 0)
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
C.close(fd)
data := (*MyData)(unsafe.Pointer(ptr))
fmt.Println(data)
}
上面的程序映射了一块4G的虚拟内存，用来证明mmap没有实际占用4G内存，而是用到了虚拟内存。
shm_writer创建好共享内存以后，往内存区域写入了一个结构体，shm_reader则读出一个结构体。
内嵌的C代码中有一行 ：
复制代码 代码如下:
#cgo linux LDFLAGS: -lrt
因为mmap在Mac上不需要连接librt，在linux上则需要，所以做了一个条件链接，这是cgo提供的功能。
上面代码中还用到一个cgo的技巧，像shm_open和mmap函数在错误时会返回errno，如果我们在go中使用多返回值语法，cgo会自己把错误码转换成错误信息，很方便的功能。
希望本文所述对大家的Go语言程序设计有所帮助。
