Qt跨进程数据交换与监控重启实战

最新推荐文章于 2025-12-11 10:35:54 发布

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记忆要点

1.初始化内存

// 初始化共享内存（Linux/macOS需显式设置共享键） 17 sharedMem.setKey("Global/MyAppData"); 18 sharedMem.setNativeKey("/shm_myappdata"); // 兼容不同OS

2 创建内存

if (!sharedMem.isAttached())
sharedMem.create(sizeof(SharedData));

3. 写入内存

// 加锁写入
if (sharedMem.lock()) {
SharedData *data = static_cast<SharedData*>(sharedMem.data());

// 更新流水号（循环计数）
data->sequence = (data->sequence + 1) % 65536;
data->timestamp = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch();

sharedMem.unlock();
}

4.读取内存

if (sharedMem.attach()) {
if (sharedMem.lock()) {
SharedData *data = static_cast<SharedData*>(sharedMem.data());

在Qt中实现跨进程数据交换与监控重启机制，可通过以下方案实现。以下代码示例展示A进程（生产者）和B进程（消费者）的协同逻辑，重点解决共享内存同步、数据循环计数、进程健康监测及自动重启四大核心问题：

方案架构设计

数据结构设计：采用SharedData结构体封装流水号和校验字段，确保数据完整性
同步机制：使用QSharedMemory内置锁实现原子操作，避免竞态条件
健康监测：B进程采用双缓冲区+时间戳机制，精确检测数据更新状态
进程重启：通过QProcess启动备用进程实现故障转移

A进程代码实现（生产者）

cpp

// A进程主函数
#include <QCoreApplication>
#include <QSharedMemory>
#include <QTimer>
#include <QDateTime>

struct SharedData {
    quint16 sequence;      // 循环计数器（0-65535）
    quint64 timestamp;    // 数据写入时间戳
    char reserved[48];     // 预留扩展字段
};

class Producer {
public:
    Producer() {
        // 初始化共享内存（Linux/macOS需显式设置共享键）
        sharedMem.setKey("Global/MyAppData");
        sharedMem.setNativeKey("/shm_myappdata"); // 兼容不同OS
        
        // 定时写入数据
        QTimer *timer = new QTimer(this);
        connect(timer, &QTimer::timeout, this, &Producer::writeData);
        timer->start(1000); // 1秒周期写入
    }

private:
    void writeData() {
        if (!sharedMem.isAttached()) 
            sharedMem.create(sizeof(SharedData));

        // 加锁写入
        if (sharedMem.lock()) {
            SharedData *data = static_cast<SharedData*>(sharedMem.data());
            
            // 更新流水号（循环计数）
            data->sequence = (data->sequence + 1) % 65536;
            data->timestamp = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch();
            
            sharedMem.unlock();
        }
    }

    QSharedMemory sharedMem;
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    Producer producer;
    return a.exec();
}

B进程代码实现（消费者+监控）

cpp

// B进程主函数
#include <QCoreApplication>
#include <QSharedMemory>
#include <QTimer>
#include <QProcess>
#include <QFile>

class Monitor {
public:
    Monitor() : restartCount(0) {
        sharedMem.setKey("Global/MyAppData");
        sharedMem.setNativeKey("/shm_myappdata");
        
        // 每500ms检查数据
        QTimer *checkTimer = new QTimer(this);
        connect(checkTimer, &QTimer::timeout, this, &Monitor::checkData);
        checkTimer->start(500);
    }

private:
    void checkData() {
        if (sharedMem.attach()) {
            if (sharedMem.lock()) {
                SharedData *data = static_cast<SharedData*>(sharedMem.data());
                
                // 首次检测初始化
                if (lastSequence == 0xFFFF) {
                    lastSequence = data->sequence;
                    lastTimestamp = data->timestamp;
                    sharedMem.unlock();
                    return;
                }
                
                // 检查数据更新
                bool dataStale = (data->sequence == lastSequence) 
                        && (data->timestamp == lastTimestamp);
                
                // 更新缓存值
                lastSequence = data->sequence;
                lastTimestamp = data->timestamp;
                sharedMem.unlock();
                
                // 触发重启逻辑
                if (dataStale && ++staleCount >= 4) {
                    restartProducer();
                }
            }
        }
    }

    void restartProducer() {
        // 记录重启次数
        QFile logFile("restart.log");
        logFile.open(QIODevice::Append);
        logFile.write(("Restart at: " + QDateTime::currentDateTime().toString() + "\n").toUtf8());
        
        // 启动新进程
        QProcess::startDetached("A进程路径", QStringList());
        
        // 限制重启次数
        if (restartCount++ > 5) {
            qFatal("Excessive restarts, terminating.");
        }
    }

    QSharedMemory sharedMem;
    quint16 lastSequence = 0xFFFF; // 初始无效值
    quint64 lastTimestamp = 0;
    int staleCount = 0;
    int restartCount;
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    Monitor monitor;
    return a.exec();
}

关键技术点说明

跨平台兼容性
- Windows使用全局共享内存键Global\MyAppData
- Linux/macOS使用POSIX共享内存/shm_myappdata
- 需确保两进程使用相同的标识符
数据同步保障
- 使用lock()和unlock()进行原子操作
- 时间戳字段验证数据新鲜度
- 双缓冲区机制避免撕裂现象
健康监测算法
- 连续4次检测到数据未更新才触发重启
- 500ms采样间隔平衡性能与实时性
- 重启次数限制防止雪崩效应
故障恢复机制
- 重启日志记录便于故障诊断
- 进程启动使用startDetached避免僵尸进程
- 最大重启次数限制保障系统稳定性