Go语言共享内存读写实例分析

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：

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

}

下面是shm_reader.go的代码：

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)

}

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 ：

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。