使用mmap+文件在进程之间共享数据

在服务端的开发中,经常会有这种需求:不重启进程的状态下,更新数据。

一般常见的解决思路是:

(1) 全量加载其初始版本v1到内存中
(2) 设置更新接口update,当更新到来时,通过这个接口在内存中更新,并定时刷新到本地磁盘中(由于磁盘io较慢,一般不可能每次更新都及时回写磁盘)。

这种做法的好处是实现思路比较简单直观,但也存在一些缺点:
(1) update时存在资源的竞争,例如需要mutex lock,若更新频繁的话,对性能存在较大影响。
(2) 若进程crash,则更新无法保证一致性。即更新完毕还没刷回磁盘之前,进程挂了,那么这个更新就丢失了。

其实,还有一种解决方案是使用mmap+文件的方式。
(1) 主进程直接打开一个文件并mmap到一块内存区域,按照一定数据结构直接读写它。
(2) 更新进程直接修改这个文件,然后会通过mmap自动的在主进程中生效。

下面通过一段char*的共享,简单的演示了这个原理:

主程序:

#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    char *mapped_mem, * p;
    int flength = 1024;
    void * start_addr = 0;

    // open a file
    fd = open("share.txt", O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);

    // mmap file to memory
    mapped_mem = (char*) mmap(start_addr, flength, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);

    // output memory <---> file
    for(int i=0; i<100; i++)
    {
        printf("%s\n", mapped_mem);
        sleep(2);
    }

    close(fd);

    munmap(mapped_mem, flength);
    return 0;
}

更新程序:

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>

int main()
{
    // write to file
    int fd = open("share.txt", O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
    char buf[1024];
    // change file content
    for(int i=0; i<10; i++)
    {   
        sprintf(buf, "share %d", i); 
        lseek(fd, 0, SEEK_SET);
        write(fd, buf, strlen(buf));
        write(fd, "
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <cstring>
#include <unistd.h>

int main()
{
    // write to file
    int fd = open("share.txt", O_RDWR | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR);
    char buf[1024];
    // change file content
    for(int i=0; i<10; i++)
    {   
        sprintf(buf, "share %d", i); 
        lseek(fd, 0, SEEK_SET);
        write(fd, buf, strlen(buf));
        write(fd, "\0", 1); 
        sleep(5);
    }   

    return 0;
}
", 1); sleep(5); } return 0; }

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.