shmget的共享内存初始化memset为啥慢,如何改进

shmget创建的共享内存初始化使用memset慢的原因主要包括几个方面,以及相应的改进方法如下:

原因
缺页中断:当首次访问通过shmget分配的共享内存时,操作系统需要将虚拟内存映射到物理内存。这个过程中,如果物理内存页还未分配,则会产生缺页中断,操作系统需要分配物理页并可能进行零初始化,这会导致延迟。

大量内存操作:memset需要逐字节设置内存,对于大块内存,这是一个耗时的操作。

写时复制(Copy-On-Write, COW):如果共享内存被标记为COW,那么在进行写操作时,操作系统需要先复制这部分内存,然后才能写入,增加了额外的时间开销。

改进方法
分批初始化:不是一次性使用memset初始化整个共享内存,而是将其分成多个小块,按需初始化。这样可以减少初始化时的延迟,并且可以根据实际使用情况,只初始化实际需要使用的内存部分。

预触摸(Pre-touching):通过简单地访问共享内存的每一页,来触发操作系统分配物理内存页的过程。这可以通过一个循环实现,循环步长为系统页面大小(通常是4KB或者更大),每次循环写入一个字节来触发分配。这样做可以避免后续实际使用时产生大量缺页中断。

使用madvise:如果你的应用知道将如何访问这些共享内存(例如,知道会顺序访问),可以使用madvise系统调用来给内核一些提示,以优化内存访问模式。例如,MADV_SEQUENTIAL可以告诉内核你将顺序访问内存,内核可能会采取预读等策略来优化性能。

考虑初始化需求:评估是否真的需要将整个共享内存区域初始化为特定值。有时候,只有部分内存区域需要初始化,或者根本不需要初始化,因为应用程序逻辑会覆盖所有需要使用的区域。

使用更高效的内存操作函数:对于特定的硬件和操作系统,可能存在比memset更高效的内存操作函数或方法。例如,使用SIMD指令手动优化内存操作代码,或者利用特定的库函数。

通过上述方法,可以在一定程度上改善shmget创建的共享内存使用memset初始化时的性能问题。

感谢您的提问。这是一个关于共享内存和进程间通信的问题。 以下是一个基于Linux系统的共享内存与进程通信的示例程序,可在Ubuntu上运行。注意:代码中的注释是中文的。 ```c #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/shm.h> #include <sys/sem.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #define BUF_SIZE 1024 // 定义信号量 union semun { int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *array; }; void sem_p(int semid) { struct sembuf sops = {0, -1, SEM_UNDO}; semop(semid, &sops, 1); } void sem_v(int semid) { struct sembuf sops = {0, 1, SEM_UNDO}; semop(semid, &sops, 1); } int main(int argc, char *argv[]) { int shmid, semid; key_t key; char *shm_ptr; char buf[BUF_SIZE]; pid_t pid; // 创建共享内存的key if ((key = ftok(".", 'a')) == -1) { perror("ftok error"); exit(1); } // 创建共享内存 if ((shmid = shmget(key, BUF_SIZE, IPC_CREAT|0666)) == -1) { perror("shmget error"); exit(1); } // 关联共享内存 if ((shm_ptr = (char *)shmat(shmid, 0, 0)) == (void *)-1) { perror("shmat error"); exit(1); } // 创建信号量 if ((semid = semget(key, 1, IPC_CREAT|0666)) == -1) { perror("semget error"); exit(1); } // 初始化信号量 union semun sem_union; sem_union.val = 1; if (semctl(semid, 0, SETVAL, sem_union) == -1) { perror("semctl error"); exit(1); } // 创建子进程 pid = fork(); if (pid < 0) { perror("fork error"); exit(1); } else if (pid == 0) { // 子进程 // 写入数据到共享内存 sem_p(semid); // P操作,锁住信号量 sprintf(shm_ptr, "Hello, parent process!"); sem_v(semid); // V操作,解锁信号量 exit(0); } else { // 父进程 // 从共享内存中读取数据 sem_p(semid); // P操作,锁住信号量 memset(buf, 0, BUF_SIZE); strncpy(buf, shm_ptr, strlen(shm_ptr)); sem_v(semid); // V操作,解锁信号量 // 保存数据到文件 int fd; if ((fd = open("output.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666)) == -1) { perror("open error"); exit(1); } write(fd, buf, strlen(buf)); close(fd); // 断开共享内存连接 if (shmdt(shm_ptr) == -1) { perror("shmdt error"); exit(1); } // 释放共享内存 if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) { perror("shmctl error"); exit(1); } } return 0; } ``` 以上代码演示了如何使用共享内存和信号量实现进程间通信。在代码中,父进程创建共享内存和信号量,然后创建子进程。子进程将数据写入共享内存,并通过信号量锁住共享内存,以防止其他进程访问。父进程从共享内存中读取数据,保存到文件中,并释放共享内存和信号量。 希望这个示例程序能够帮助到您。如果您有任何问题,请随时提出。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值