2021-09-17 QSemaphore、QSystemSemaphore、QSharedMemory用法、区别与联系

QSemaphore 进程级信号量：
轻量级线程同步技术，用于同一进程内多线程之间的同步互斥。
QSystemSemaphore 系统级信号量：
可以在整个系统中使用，即它既可以用于多进程，也可以用于多线程。QSystemSemaphore类是一个比较重量级的线程同步互斥类。
所以，除非在同步多进程的情况下，否则不应该使用该类。其他方面，该类和QSemaphore均相同，操作也相同。
QSystemSemaphore::QSystemSemaphore(const QString &key, int initialValue = 0, AccessMode mode = Open)
QSemaphore相比，多了一个key，也可以理解为该信号量的名字，多个进程间就是通过这个名字来操作同一个信号量的。
另外还多了一个mode参数，该参数可以取两个值Open和Create。其中，**Open在请求的信号量已存在时，就使用它，并且不会重置信号的资源数，如果请求的信号量不存在，就 创建它并为它设置初始的资源值。**而对于Create来说，不管请求的信号量是否已存在，它都会取得信号量的拥有权，并设置初始值。所以，我们应该在第一次创建信号量时，为其传入Create参数。但在Windows平台上，Create和Open的行为相同，因为，Windows平台上不存在应用程序崩溃后，信号量还存在的情况。
在windows中如果信号量已经存在，再次使用create创建信号量时，创建出的信号量是之前已经存在的信号量，初始值并不会被重新设置。

//程序1：创建初始值为1的信号量
QSystemSemaphore* pSem = new QSystemSemaphore(QString::fromStdString("semaphoretest"), 1, QSystemSemaphore::Open);//(使用open若信号量已经存在则使用已存在的信号量，若信号量不存在则创建信号量并设置初始值为1)
if (pSem->acquire())
{
	QMessageBox::critical(NULL, "", "");
}
pSem->release();

//程序2：创建初始值为1的信号量
QSystemSemaphore* pSem = new QSystemSemaphore(QString::fromStdString("semaphoretest"), 1, QSystemSemaphore::Create);//使用Create创建信号量，若信号量已经存在则使用已存在的信号量，若信号量不存在则创建信号量并设置初始值为1，在windows中create和open作用是一样的
if (pSem->acquire())//当程序1acquire时程序2在此处阻塞住，知道程序1执行了release，该程序才继续往下执行。
{
	QMessageBox::critical(NULL, "", "");
}
pSem->release();

QSharedMemory创建共享内存：
使用QSharedMemory的create函数创建共享内存，当共享内存不存在时可以创建成功，并自动进行attach（所以此时再attach会返回false，此时使用isAttached会返回true）。当共享内存已经存在时，使用create函数会返回false，但不影响继续使用该共享内存(QSharedMemory)对象进行attach操作，此时即使创建create失败(因为共享内存已经存在)，也不影响继续attach(因为共享内存已存在)。

//程序1：定义共享内存对象，并创建共享内存
QSharedMemory* pMem = new QSharedMemory(QString::fromStdString("sharememoryTest"));
	if (pMem->isAttached())
	{
		pMem->detach();
	}
	bool bSuccess = pMem->create(1024);
	if (pMem->isAttached())//当共享内存不存在创建成功时，该处会返回true
	{
		QMessageBox::critical(NULL, "", "attached");
	}
	if (pMem->attach())//由于已自动绑定(attach)，此处再attach会返回false
	{
		QMessageBox::critical(NULL, "", "success");
	}
	else{
		QSharedMemory::SharedMemoryError err = pMem->error();
		err = pMem->error();
	}

//程序2：创建初始值为1的信号量
QSharedMemory* pMem = new QSharedMemory(QString::fromStdString("sharememoryTest"));
	if (pMem->isAttached())
	{
		pMem->detach();
	}
	bool bSuccess = pMem->create(1024);//先运行程序1，共享内存已存在，此处create会返回false
	if (pMem->isAttached())
	{
		QMessageBox::critical(NULL, "", "attached");
	}
	if (pMem->attach())//即使上边创建返回false,此处依然可以绑定(返回true,因为共享内存在程序1中已经被创建，是存在的)
	{
		QMessageBox::critical(NULL, "", "success");
	}
	else{
		QSharedMemory::SharedMemoryError err = pMem->error();
		err = pMem->error();
	}

当一个程序使用QSharedMemory的create创建共享内存成功后，此时另一程序去做同样操作，使用QSharedMemory的create去创建同名共享内存会创建失败；若程序一创建成功后，后边执行了detach操作，即使程序一没退出，此时程序2去创建同名共享内存可以创建成功，说明程序执行了QSharedMemory的Detach操作后就不再具有该共享内存的占有权，相当于已经释放该资源；当所有占用该共享内存的程序都执行了Detach操作则该共享内存会消失。
所以如果想使用QSharedMemory使多个程序共享一段共享内存，则需要至少一个程序拥有该共享内存的占有权，防止共享内存消失。