首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
精选内容/技术社群/优惠产品,尽在小程序
立即前往
您找到你想要的搜索结果了吗?
是的
没有找到

Linux进程间通信(四) - 共享内存

共享内存的优势 采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高,因为进程可以直接读写内存,而不需要任何数据的拷贝。对于像管道和消息队列等通信方式,则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝,而共享内存则只拷贝两次数据:一次从输入文件到共享内存区,另一次从共享内存区到输出文件。实际上,进程之间在共享内存时,并不总是读写少量数据后就解除映射,有新的通信时,再重新建立共享内存区域。而是保持共享区域,直到通信完毕为止,这样,数据内容一直保存在共享内存中,并没有写回文件。共享内存中的内容往往是在解除映射时才写回文件的。因

06

fio基础15

iomem=str mem=str Fio can use various types of memory as the io unit buffer. The allowed values are: malloc Use memory from malloc(3) as the buffers. shm Use shared memory as the buffers. Allocated through shmget(2). shmhuge Same as shm, but use huge pages as backing. mmap Use mmap to allocate buffers. May either be anonymous memory, or can be file backed if a filename is given after the option. The format is mem=mmap:/path/to/file. mmaphuge Use a memory mapped huge file as the buffer backing. Append filename after mmaphuge, ala mem=mmaphuge:/hugetlbfs/file mmapshared Same as mmap, but use a MMAP_SHARED mapping. The area allocated is a function of the maximum allowed bs size for the job, multiplied by the io depth given. Note that for shmhuge and mmaphuge to work, the system must have free huge pages allocated. This can normally be checked and set by reading/writing /proc/sys/vm/nr_hugepages on a Linux system. Fio assumes a huge page is 4MB in size. So to calculate the number of huge pages you need for a given job file, add up the io depth of all jobs (normally one unless iodepth= is used) and multiply by the maximum bs set. Then divide that number by the huge page size. You can see the size of the huge pages in /proc/meminfo. If no huge pages are allocated by having a non-zero number in nr_hugepages, using mmaphuge or shmhuge will fail. Also see hugepage-size. mmaphuge also needs to have hugetlbfs mounted and the file location should point there. So if it'smountedin/huge,youwouldusemem=mmaphuge:/huge/somefile.iomem_align=intThisindiciatesthememoryalignmentoftheIOmemorybuffers.NotethatthegivenalignmentisappliedtothefirstIOunitbuffer,ifusingiodepththealignmentofthefollowingbuffersaregivenbythebsused.Inotherwords,ifusingabsthatisamultipleofthepagesizedinthesystem,allbufferswillbealignedtothisvalue.Ifusingabsthatisnotpagealigned,thealignmentofsubsequentIOmemorybuffersisthesumoftheiomem_alignandbsused.hugepage-size=intDefinesthesiz

05

Linux进程同步机制-Futex

引子 在编译2.6内核的时候,你会在编译选项中看到[*] Enable futex support这一项,上网查,有的资料会告诉你"不选这个内核不一定能正确的运行使用glibc的程序",那futex是什么?和glibc又有什么关系呢? 1. 什么是Futex Futex 是Fast Userspace muTexes的缩写,由Hubertus Franke, Matthew Kirkwood, Ingo Molnar and Rusty Russell共同设计完成。几位都是linux领域的专家,其中可能Ingo Molnar大家更熟悉一些,毕竟是O(1)调度器和CFS的实现者。 Futex按英文翻译过来就是快速用户空间互斥体。其设计思想其实 不难理解,在传统的Unix系统中,System V IPC(inter process communication),如 semaphores, msgqueues, sockets还有文件锁机制(flock())等进程间同步机制都是对一个内核对象操作来完成的,这个内核对象对要同步的进程都是可见的,其提供了共享 的状态信息和原子操作。当进程间要同步的时候必须要通过系统调用(如semop())在内核中完成。可是经研究发现,很多同步是无竞争的,即某个进程进入 互斥区,到再从某个互斥区出来这段时间,常常是没有进程也要进这个互斥区或者请求同一同步变量的。但是在这种情况下,这个进程也要陷入内核去看看有没有人 和它竞争,退出的时侯还要陷入内核去看看有没有进程等待在同一同步变量上。这些不必要的系统调用(或者说内核陷入)造成了大量的性能开销。为了解决这个问 题,Futex就应运而生,Futex是一种用户态和内核态混合的同步机制。首先,同步的进程间通过mmap共享一段内存,futex变量就位于这段共享 的内存中且操作是原子的,当进程尝试进入互斥区或者退出互斥区的时候,先去查看共享内存中的futex变量,如果没有竞争发生,则只修改futex,而不 用再执行系统调用了。当通过访问futex变量告诉进程有竞争发生,则还是得执行系统调用去完成相应的处理(wait 或者 wake up)。简单的说,futex就是通过在用户态的检查,(motivation)如果了解到没有竞争就不用陷入内核了,大大提高了low-contention时候的效率。 Linux从2.5.7开始支持Futex。 2. Futex系统调用 Futex是一种用户态和内核态混合机制,所以需要两个部分合作完成,linux上提供了sys_futex系统调用,对进程竞争情况下的同步处理提供支持。 其原型和系统调用号为     #include <linux/futex.h>     #include <sys/time.h> int futex (int *uaddr, int op, int val, const struct timespec *timeout,int *uaddr2, int val3);     #define __NR_futex              240     虽然参数有点长,其实常用的就是前面三个,后面的timeout大家都能理解,其他的也常被ignore。     uaddr就是用户态下共享内存的地址,里面存放的是一个对齐的整型计数器。     op存放着操作类型。定义的有5中,这里我简单的介绍一下两种,剩下的感兴趣的自己去man futex FUTEX_WAIT: 原子性的检查uaddr中计数器的值是否为val,如果是则让进程休眠,直到FUTEX_WAKE或者超时(time-out)。也就是把进程挂到uaddr相对应的等待队列上去。 FUTEX_WAKE: 最多唤醒val个等待在uaddr上进程。     可见FUTEX_WAIT和FUTEX_WAKE只是用来挂起或者唤醒进程,当然这部分工作也只能在内核态下完成。有些人尝试着直接使用futex系统调 用来实现进程同步,并寄希望获得futex的性能优势,这是有问题的。应该区分futex同步机制和futex系统调用。futex同步机制还包括用户态 下的操作,我们将在下节提到。 3. Futex同步机制 所有的futex同步操作都应该从用户空间开始,首先创建一个futex同步变量,也就是位于共享内存的一个整型计数器。 当 进程尝试持有锁或者要进入互斥区的时候,对futex执行"down"操作,即原子性的给futex同步变量减1。如果同步变量变为0,则没有竞争发生, 进程照常执行。如果同步变量是个负数,则意味着有竞争发生,需要调用futex系统调用的futex_wait操作休眠当前进程。 当进程释放锁或 者要离开互斥区的时候,对futex进行"up"操作,即原子性的给futex同步变量加1。如果同步变量由0变成1,则没有竞争发生,进程照常执

01

nginx共享内存:共享内存的实现

nginx中, 作者为我们提供了方便共享内存的使用的接口,关于共享内存的使用在我之前的文章中有介绍。这次我们来研究一下nginx是如何实现的。 我们知道,如果我们的模块中要使用一个共享内存,需要调用ngx_shared_memory_add来创建共享内存。而ngx_shared_memory_add不会马上创建一个共享内存,它是先登记一下共享内存的使用信息,比如名称、大小等,然后在进程初始化的时候再进行共享内存的创建与初始化。 那么,ngx_shared_memory_add这个函数是将共享内存的分配登记在哪的呢?在ngx_cycle_s这个结构体中有一个成员,即ngx_cycle_s->shared_memory,它是一个list,用来保存所有登记的共享内存,这个list中保存的是ngx_shm_zone_t类型的数据。下面是ngx_shm_zone_t这个结构体的实现源码:

03
领券