共享内存在 Linux 中是如何在幕后工作的？

Posted 2023-02-16

【中文标题】共享内存在 Linux 中是如何在幕后工作的？

【英文标题】：How does shared memory work behind the scene in Linux?

【发布时间】：2017-10-20 09:08:05

【问题描述】：

进程 A 使用 shmget 创建了共享内存“1234”。在此之后，进程 A 使用 shmat 将内存附加到自身。

进程 B 还使用 shmat 将对应于 '1234' 的共享内存附加到自身。

现在“附加”到底是什么意思？是否存在相同内存的两个副本？如果不是，那么这段记忆究竟存在于哪里？

【参考方案1】：

每个进程都有自己的虚拟内存空间。为了简化一点，你可以想象一个进程有所有可能的内存地址 0x00000000..0xffffffff 可供自己使用。这样做的一个后果是一个进程不能使用分配给任何其他进程的内存——这对于稳定性和安全性都是绝对必要的。

在幕后，内核管理所有进程的分配并将它们映射到物理内存，确保它们不会重叠。当然，实际上并非所有地址都被映射，只有那些正在使用的地址。这是通过页的方式完成的，并借助 CPU 硬件中的内存映射单元。

创建共享内存 (shmget) 会分配一块不属于任何特定进程的内存。它只是坐在那里。从内核的角度来看，谁使用它并不重要。所以进程必须请求访问它——这就是shmat 的作用。通过这样做，内核会将共享内存映射到进程的虚拟内存空间。这样，进程就可以读取和写入它。因为它是同一个内存，所有“附加”到它的进程看到的内容都是一样的。一个进程所做的任何更改对其他进程也是可见的。