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C++共享内存的封装

2023-07-10 15:47:24 深夜i -- --

C++ 共享内存封装

C++是一种面向对象的编程语言，被广泛应用于各种计算机应用程序中。共享内存是一种进程间通信的方式，可以大大提高程序运行效率。封装是一种面向对象编程的重要概念，它可以将复杂的实现细节隐藏起来，只提供简单易用的接口。本文将介绍如何使用C++封装共享内存。

共享内存是指多个进程内存中某段地址之间的交换，它允许不同进程之间直接访问同一块内存，而不需要通过操作系统内核来传递数据。这使得进程间通信更加高效，因为共享内存操作不需要进行额外的数据拷贝，同时减少了进程之间的上下文切换。

为了实现共享内存的封装，我们需要创建一个共享内存类。在C++中，我们可以使用STL中的vector来实现共享内存的动态分配。以下是一个简单的共享内存类：


#include<vector>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>
using namespace std;
template<typename T>
class SharedMemory
{
public:
  SharedMemory(key_t key, size_t size);
  virtual ~SharedMemory();
  bool init();
  bool destroy();
  T* operator->() const;
  T& operator*() const;
protected:
  vector<T> *m_pdata;
  int m_shmid;
  key_t m_key;
  size_t m_size;
};
template<typename T>
SharedMemory<T>::SharedMemory(key_t key, size_t size)
  : m_shmid(-1), m_key(key), m_size(size)
  m_pdata = NULL;
template<typename T>
SharedMemory<T>::~SharedMemory()
{
  if(m_pdata)
  {
    shmdt(m_pdata);
    m_pdata = NULL;
  }
}
template<typename T>
bool SharedMemory<T>::init()
{
  m_shmid = shmget(m_key, m_size, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0666);
  if(m_shmid < 0)
  {
    m_shmid = shmget(m_key, 0, 0);
    if(m_shmid < 0)
    
      return false;
    
  }
  void *p = shmat(m_shmid, NULL, 0);
  if(p == (void *) -1)
  
    return false;
  
  m_pdata = new(p) vector<T>;
  return true;
}
template<typename T>
bool SharedMemory<T>::destroy()
{
  if(m_pdata)
  {
    m_pdata->~vector<T>();
    delete m_pdata;
    m_pdata = NULL;
  }
  if(m_shmid >= 0)
  {
    shmctl(m_shmid, IPC_RMID, NULL);
    m_shmid = -1;
  }
  return true;
}
template<typename T>
T* SharedMemory<T>::operator->() const
{
  return &(*m_pdata)[0];
}
template<typename T>
T& SharedMemory<T>::operator*() const
{
  return (*m_pdata)[0];
}

在这个类中，我们使用了模板来表示需要共享的类型T。在类的成员中，我们定义了m_pdata、m_shmid、m_key和m_size，它们分别表示共享内存的数据指针、内存ID、键值和大小。

在初始化函数init()中，我们使用shmget()函数创建共享内存块。如果共享内存块已经存在，我们再次使用shmget()函数打开该共享内存块。然后，使用shmat()函数将该共享内存块附加到当前进程中。最后，将m_pdata指向vector对象的内存地址，以便我们可以直接访问共享内存块中的数据。

在销毁函数destroy()中，我们删除共享内存块并释放内存。我们还使用shmdt()函数将共享内存块从当前进程中分离。

最后，在运算符重载函数中，我们使用指针和引用分别返回共享内存块中的第一个元素。

共享内存是一种强大的进程间通信方式。使用C++封装共享内存可以提高程序的可读性、可维护性和可重用性。通过这种方式，我们可以隐藏共享内存的具体实现方式，只提供简单易用的接口，降低程序员的复杂度，提高程序运行效率。

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