.Net多進(jìn)程通信共享內(nèi)存映射文件Memory?Mapped
更新時間：2022年04月29日 11:34:17 作者：zeroone
這篇文章主要介紹了.Net多進(jìn)程通信共享內(nèi)存映射文件Memory?Mapped的使用示例，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪
節(jié)點通信存在兩種模型：共享內(nèi)存（Shared memory）和消息傳遞（Messages passing）。
內(nèi)存映射文件對于托管世界的開發(fā)人員來說似乎很陌生，但它確實已經(jīng)是很遠(yuǎn)古的技術(shù)了，而且在操作系統(tǒng)中地位相當(dāng)。實際上，任何想要共享數(shù)據(jù)的通信模型都會在幕后使用它。
內(nèi)存映射文件究竟是個什么？
內(nèi)存映射文件允許你保留一塊地址空間，然后將該物理存儲映射到這塊內(nèi)存空間中進(jìn)行操作。物理存儲是文件管理，而內(nèi)存映射文件是操作系統(tǒng)級內(nèi)存管理。
優(yōu)勢：
1.訪問磁盤文件上的數(shù)據(jù)不需執(zhí)行I/O操作和緩存操作(當(dāng)訪問文件數(shù)據(jù)時，作用尤其顯著)；
2.讓運行在同一臺機器上的多個進(jìn)程共享數(shù)據(jù)(單機多進(jìn)程間數(shù)據(jù)通信效率最高)；
利用文件與內(nèi)存空間之間的映射，應(yīng)用程序（包括多個進(jìn)程）可以通過直接在內(nèi)存中進(jìn)行讀寫來修改文件。.NET Framework 4 用托管代碼按照本機Windows函數(shù)訪問內(nèi)存映射文件的方式來訪問內(nèi)存映射文件，管理 Win32 中的內(nèi)存映射文件。
有兩種類型的內(nèi)存映射文件：
- 持久內(nèi)存映射文件
持久文件是與磁盤上的源文件關(guān)聯(lián)的內(nèi)存映射文件。在最后一個進(jìn)程使用完此文件后，數(shù)據(jù)將保存到磁盤上的源文件中。這些內(nèi)存映射文件適合用來處理非常大的源文件。
- 非持久內(nèi)存映射文件
非持久文件是未與磁盤上的源文件關(guān)聯(lián)的內(nèi)存映射文件。當(dāng)最后一個進(jìn)程使用完此文件后，數(shù)據(jù)將丟失，并且垃圾回收功能將回收此文件。這些文件適用于為進(jìn)程間通信(IPC) 創(chuàng)建共享內(nèi)存。
1）在多個進(jìn)程之間進(jìn)行共享（進(jìn)程可通過使用由創(chuàng)建同一內(nèi)存映射文件的進(jìn)程所指派的公用名來映射到此文件）。
2）若要使用一個內(nèi)存映射文件，則必須創(chuàng)建該內(nèi)存映射文件的完整視圖或部分視圖。還可以創(chuàng)建內(nèi)存映射文件的同一部分的多個視圖，進(jìn)而創(chuàng)建并發(fā)內(nèi)存。為了使兩個視圖能夠并發(fā)，必須基于同一內(nèi)存映射文件創(chuàng)建這兩個視圖。
3）如果文件大于應(yīng)用程序用于內(nèi)存映射的邏輯內(nèi)存空間（在 32 位計算機上為2GB），則還需要使用多個視圖。
有兩種類型的視圖：流訪問視圖和隨機訪問視圖。使用流訪問視圖可對文件進(jìn)行順序訪問；在使用持久文件時，隨機訪問視圖是首選方法。
.Net 共享內(nèi)存 內(nèi)存映射文件原理
通過操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理器訪問的，因此會自動將此文件分隔為多個頁，并根據(jù)需要對其進(jìn)行訪問。您不需要自行處理內(nèi)存管理。如下圖：
.Net 共享內(nèi)存 演示代碼
//持久內(nèi)存映射文件:基于現(xiàn)有文件創(chuàng)建一個具有指定公用名的內(nèi)存映射文件
using (var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(@"c:\內(nèi)存映射文件.data", FileMode.Open, "公用名"))
{
//通過指定的 偏移量和大小 創(chuàng)建內(nèi)存映射文件視圖服務(wù)器
using (var accessor = mmf.CreateViewAccessor(offset, length)) //偏移量，可以控制數(shù)據(jù)存儲的內(nèi)存位置；大小，用來控制存儲所占用的空間
{
//Marshal提供了一個方法集，這些方法用于分配非托管內(nèi)存、復(fù)制非托管內(nèi)存塊、將托管類型轉(zhuǎn)換為非托管類型，此外還提供了在與非托管代碼交互時使用的其他雜項方法。
int size = Marshal.SizeOf(typeof(char));
//修改內(nèi)存映射文件視圖
for (long i = 0; i < length; i += size)
{
char c= accessor.ReadChar(i);
accessor.Write(i, ref c);
}
}
}
//另一個進(jìn)程或線程可以，在系統(tǒng)內(nèi)存中打開一個具有指定名稱的現(xiàn)有內(nèi)存映射文件
using (var mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("公用名"))
{
using (var accessor = mmf.CreateViewAccessor(4000000, 2000000))
{
int size = Marshal.SizeOf(typeof(char));
for (long i = 0; i < length; i += size)
{
char c = accessor.ReadChar(i);
accessor.Write(i, ref c);
}
}
}//非持久內(nèi)存映射文件：未映射到磁盤上的現(xiàn)有文件的內(nèi)存映射文件
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.CreateNew("testmap", 10000))
{
bool mutexCreated;
//進(jìn)程間同步
Mutex mutex = newMutex(true, "testmapmutex", out mutexCreated);
using (var stream = mmf.CreateViewStream()) //創(chuàng)建文件內(nèi)存視圖流 基于流的操作
{
var writer = newBinaryWriter(stream);
writer.Write(1);
}
mutex.ReleaseMutex();
Console.WriteLine("Start Process B and press ENTER to continue.");
Console.ReadLine();
mutex.WaitOne();
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream())
{
var reader = newBinaryReader(stream);
Console.WriteLine("Process A says: {0}", reader.ReadBoolean());
Console.WriteLine("Process B says: {0}", reader.ReadBoolean());
}
mutex.ReleaseMutex();
}
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("testmap"))
{
Mutex mutex = Mutex.OpenExisting("testmapmutex");
mutex.WaitOne();
using (var stream = mmf.CreateViewStream(1, 0))//注意這里的偏移量
{
var writer = newBinaryWriter(stream);
writer.Write(0);
}
mutex.ReleaseMutex();
}.Net 進(jìn)程間通信共享內(nèi)存
完整示例：C#共享內(nèi)存非持久化方式通訊的例子，通訊時的線程和進(jìn)程控制也沒有問題。
- 先啟動消息服務(wù)IMServer_Message，
- 再啟動狀態(tài)服務(wù)IMServer_State，
- IMServer_Message回車一次(創(chuàng)建共享內(nèi)存公用名和公用線程鎖，并視圖流方式寫共享內(nèi)存),
- IMServer_State回車一次（獲取共享內(nèi)存并視圖流方式寫、視圖訪問器寫入結(jié)構(gòu)體類型）
- 并立刻IMServer_Message再回車一次（讀取剛剛寫入的信息），
- 觀察IMServer_State屏顯變化并等待(線程鎖)約5s（線程鎖被釋放）后
- 在IMServer_Message上觀察屏顯（顯示剛剛寫入共享內(nèi)存的信息）
IMServer_Message.exe 代碼
using System;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;
namespace IMServer_Message
{
/// <summary>
/// 用于共享內(nèi)存方式通信的 值類型 結(jié)構(gòu)體
/// </summary>
public struct ServiceMsg
{
public int Id;
public long NowTime;
}
internal class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
Console.Write("請輸入共享內(nèi)存公用名(默認(rèn):testmap):");
string shareName = Console.ReadLine();
if (string.IsNullOrEmpty(shareName))
shareName = "testmap";
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.CreateOrOpen(shareName, 1024000,MemoryMappedFileAccess.ReadWrite))
{
bool mutexCreated;
//進(jìn)程間同步
var mutex = new Mutex(true, "testmapmutex", out mutexCreated);
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream()) //創(chuàng)建文件內(nèi)存視圖流
{
var writer = new BinaryWriter(stream);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
writer.Write(i);
Console.WriteLine("{0}位置寫入流:{0}", i);
}
}
mutex.ReleaseMutex();
Console.WriteLine("啟動狀態(tài)服務(wù)，按【回車】讀取共享內(nèi)存數(shù)據(jù)");
Console.ReadLine();
mutex.WaitOne();
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream())
{
var reader = new BinaryReader(stream);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Console.WriteLine("{1}位置:{0}", reader.ReadInt32(), i);
}
}
using (MemoryMappedViewAccessor accessor = mmf.CreateViewAccessor(1024, 10240))
{
int colorSize = Marshal.SizeOf(typeof (ServiceMsg));
ServiceMsg color;
for (int i = 0; i < 50; i += colorSize)
{
accessor.Read(i, out color);
Console.WriteLine("{1}\tNowTime:{0}", new DateTime(color.NowTime), color.Id);
}
}
mutex.ReleaseMutex();
}
Console.WriteLine("測試： 我是 即時通訊 - 消息服務(wù) 我啟動啦?。?！");
Console.ReadKey();
}
}
}IMServer_State.exe代碼
using System;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Threading;
namespace IMServer_State
{
/// <summary>
/// 用于共享內(nèi)存方式通信的 值類型 結(jié)構(gòu)體
/// </summary>
public struct ServiceMsg
{
public int Id;
public long NowTime;
}
internal class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
Console.Write("請輸入共享內(nèi)存公用名(默認(rèn):testmap):");
string shareName = Console.ReadLine();
if (string.IsNullOrEmpty(shareName))
shareName = "testmap";
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.CreateOrOpen(shareName, 1024000,MemoryMappedFileAccess.ReadWrite))
{
Mutex mutex = Mutex.OpenExisting("testmapmutex");
mutex.WaitOne();
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream(20, 0)) //注意這里的偏移量
{
var writer = new BinaryWriter(stream);
for (int i = 5; i < 10; i++)
{
writer.Write(i);
Console.WriteLine("{0}位置寫入流:{0}", i);
}
}
using (MemoryMappedViewAccessor accessor = mmf.CreateViewAccessor(1024, 10240))
{
int colorSize = Marshal.SizeOf(typeof (ServiceMsg));
var color = new ServiceMsg();
for (int i = 0; i < colorSize*5; i += colorSize)
{
color.Id = i;
color.NowTime = DateTime.Now.Ticks;
//accessor.Read(i, out color);
accessor.Write(i, ref color);
Console.WriteLine("{1}\tNowTime:{0}", new DateTime(color.NowTime), color.Id);
Thread.Sleep(1000);
}
}
Thread.Sleep(5000);
mutex.ReleaseMutex();
}
Console.WriteLine("測試： 我是 即時通訊 - 狀態(tài)服務(wù) 我啟動啦?。?！");
Console.ReadKey();
}
}
}以上就是.Net多進(jìn)程通信共享內(nèi)存映射文件Memory Mapped的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于.Net多進(jìn)程通信共享內(nèi)存映射的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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