用文件映射（File Mapping）实现进程间内存共享

最新推荐文章于 2024-08-10 08:00:00 发布

ruixj

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分类专栏：基于windows的开发文章标签： file null attributes function windows dll

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本文介绍如何使用文件映射(FileMapping)和互斥量(Mutex)实现Windows环境下进程间的内存共享，并提供了五个实用函数用于创建、释放、获取大小、写入及读取共享内存。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

引用自：http://blog.youkuaiyun.com/starlee/archive/2007/06/01/1633762.aspx
我们知道，在Windows中的每个进程都有自己独立的内存空间。该独立的内存空间包含了所有的可执行模块或DLL模块的代码和数据以及动态内存分配的空间。每个进程的内存空间只能被该进程访问，其他进程是不能访问的。
    如果我们要想在进程间共享内存（也就是创建一块不同进程都能访问的内存），那就必须使用内核对象。因为内核对象由Windows系统内核所拥有，而不是由进程所拥有。
    下面就用文件映射（File Mapping）和互斥量（Mutex）两中内核对象来实现简单的进程间内存共享。文件映射（File Mapping）用来开辟共享的内存空间，而互斥量（Mutex）则是用来使读写互斥。 Windows，实际上只有映像文件共享内存一种。
    在该例子里，实现了下面5个函数用来进行进程间的内存共享。可以把这5个函数放到一个DLL里面当成输出函数来用。在进程里加载该DLL并调用相应的函数就可实现进程间内存共享。
    首先，定义返回值代码：

typedef enum
{
    LX_OK                                = 0 , // 正常返回
    LX_SHAREDMEMORY_EXISTS   = 1 , // 共享内存已经存在
    LX_INVALID_SHAREDMEMORY = 2 , // 共享内存错误返回
    LX_INVALID_SIZE                 = 3    // 共享内存大小错误
}LX_RETURN_VALUE;

然后，是函数声明：

// 创建共享内存
LX_RETURN_VALUE CreateSharedMemory(UINT nSize);
// 释放共享内存
LX_RETURN_VALUE ReleaseSharedMemory();
// 得到共享内存大小
LX_RETURN_VALUE GetSharedMemorySize(UINT & nSize);
// 向共享内存写入数据
LX_RETURN_VALUE WriteToSharedMemory( void * pData, UINT nSize);
// 从共享内存读取数据
LX_RETURN_VALUE ReadFromSharedMemory( void * pData, UINT nSize);

下面是函数的实现：

// 互斥量
CMutex g_mMutex(FALSE, " StarLeeMutex " );

LX_RETURN_VALUE CreateSharedMemory(UINT nSize)
{
     // 创建共享内存块
    HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE, NULL, PAGE_READWRITE, 0 , nSize, " StarLeeSharedMemory " );

     // 创建错误
     if ((hFileMapping == NULL) || (hFileMapping == INVALID_HANDLE_VALUE))
         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;

     // 共享内存已经存在
     if (GetLastError() == ERROR_ALREADY_EXISTS)
         return LX_SHAREDMEMORY_EXISTS;

     // 创建另外一块内存存放共享内存的大小
    HANDLE hSize = CreateFileMapping(NULL, NULL, PAGE_READWRITE, 0 , sizeof (UINT), " StarLeeSharedMemorySize " );

     if ((hSize == NULL) || (hSize == INVALID_HANDLE_VALUE) || (GetLastError() == ERROR_ALREADY_EXISTS))
         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;

     // 得到存放共享内存大小的指针
    UINT * pSize = (UINT * )MapViewOfFile(hSize, FILE_MAP_WRITE, 0 , 0 , sizeof (UINT));

     if (pSize == NULL)
         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;

     // 写入共享内存的大小
    memcpy(pSize, & nSize, sizeof (UINT));

    UnmapViewOfFile(pSize);

     return LX_OK;
}

LX_RETURN_VALUE ReleaseSharedMemory()
{
    g_mMutex.Lock();

     // 打开共享内存
    HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, FALSE, " StarLeeSharedMemory " );

     // 关闭共享内存
     if (hFileMapping != NULL)
        CloseHandle(hFileMapping);

     // 打开存放共享内存大小的文件映射
    HANDLE hSize = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, FALSE, " StarLeeSharedMemorySize " );

     // 关闭存放共享内存大小的文件映射
     if (hSize != NULL)
        CloseHandle(hSize);

    g_mMutex.Unlock();

     return LX_OK;
}

LX_RETURN_VALUE GetSharedMemorySize(UINT & nSize)
{
    g_mMutex.Lock();

    HANDLE hSize = OpenFileMapping(FILE_MAP_READ, FALSE, " StarLeeSharedMemorySize " );

     if (hSize == NULL)
    {
        g_mMutex.Unlock();

         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;
    }

    UINT * pSize = (UINT * )MapViewOfFile(hSize, FILE_MAP_READ, 0 , 0 , sizeof (UINT));

     if (pSize == NULL)
    {
        g_mMutex.Unlock();

         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;
    }

     // 得到共享内存的大小
    memcpy( & nSize, pSize, sizeof (UINT));

    g_mMutex.Unlock();

     return LX_OK;
}

LX_RETURN_VALUE WriteToSharedMemory( void * pDate, UINT nSize)
{
    g_mMutex.Lock();

    UINT nSharedMemorySize = 0 ;

     // 得到共享内存的大小
     if (GetSharedMemorySize(nSharedMemorySize) != LX_OK)
         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;

     // 检查共享内存的大小
     if (nSize > nSharedMemorySize)
         return LX_INVALID_SIZE;

    HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_WRITE, FALSE, " StarLeeSharedMemory " );

     if (hFileMapping == NULL)
    {
        g_mMutex.Unlock();

         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;
    }

     void * pMapView = MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_WRITE, 0 , 0 , nSize);

     if (pMapView == NULL)
    {
        g_mMutex.Unlock();

         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;
    }

     // 将数据写入共享内存
    memcpy(pMapView, pDate, nSize);

    UnmapViewOfFile(pMapView);

    g_mMutex.Unlock();

     return LX_OK;
}

LX_RETURN_VALUE ReadFromSharedMemory( void * pData, UINT nSize)
{
    g_mMutex.Lock();

    UINT nSharedMemorySize = 0 ;

     if (GetSharedMemorySize(nSharedMemorySize) != LX_OK)
         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;

     if (nSize > nSharedMemorySize)
         return LX_INVALID_SIZE;

    HANDLE hFileMapping = OpenFileMapping(FILE_MAP_READ, FALSE, " StarLeeSharedMemory " );

     if (hFileMapping == NULL)
    {
        g_mMutex.Unlock();

         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;
    }

     void * pMapView = MapViewOfFile(hFileMapping, FILE_MAP_READ, 0 , 0 , nSize);

     if (pMapView == NULL)
    {
        g_mMutex.Unlock();

         return LX_INVALID_SHAREDMEMORY;
    }

     // 从共享内存读取数据
    memcpy(pData, pMapView, nSize);

    UnmapViewOfFile(pMapView);

    g_mMutex.Unlock();

     return LX_OK;
}

用到的主要接口有：

The CreateFileMapping function creates or opens a named or unnamed file mapping object for the specified file.

HANDLE CreateFileMapping(
  HANDLE hFile,
  LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes,
  DWORD flProtect,
  DWORD dwMaximumSizeHigh,
  DWORD dwMaximumSizeLow,
  LPCTSTR lpName
);

The MapViewOfFile function maps a view of a file into the address space of the calling process.

To specify a suggested base address, use the MapViewOfFileEx function.

LPVOID MapViewOfFile( HANDLE hFileMappingObject , DWORD dwDesiredAccess , DWORD dwFileOffsetHigh , DWORD dwFileOffsetLow , SIZE_T dwNumberOfBytesToMap );

The OpenFileMapping function opens a named file mapping object.

HANDLE OpenFileMapping(
  DWORD dwDesiredAccess,
  BOOL bInheritHandle,
  LPCTSTR lpName
);