Linux中多种内存共享机制及其应用探究

Linux操作系统广泛运用在服务器运维、嵌入式软件设计和移动端应用开发中,而对于Linux进程间通信机制的理解和研究又决定了软件之间数据通信的效率。Linux有多种方式实现进程之间的通信,包括管道、消息队列、信号量、socket、内存共享等,其中内存共享是效率最高的一种方式,实现了不同进程对同一块物理内存的访问,不需要陷入内核态中进行内核空间和用户空间的数据拷贝,大大提高了通信效率。文章介绍了在Linux操作系统中内存共享的4种不同实现方式,同时介绍了不同实现方式在原理和应用场景上的区别。

Hurd操作系统的内存管理及内存共享研究

GNU/Hurd操作系统是GNU设计用来替代Unix内核的新一代操作系统内核。Hurd基于微内核Mach 3.0架构之上,并与Mach系统独具各自不同的优点与特点。首先,简单介绍Hurd与Mach系统的关系,并且介绍了作为新一代操作系统内核的优点和特点,其次,重点分析了Mach微内核的内存管理以及Mach实现内存管理的接口。最后,讨论了如何在Mach微内核下完成内存共享,给出并分析了三种不同的实现方案。

客户机/服务器下的一种内存共享方式

在我们完成的某信息系统的一个子系统中,奔腾机(Windows NT)和富士通机(UNIX)构成客户机/服务器。在Windows NT端,若干进程间的信息交互有一部分是通过共享内存实现的:①指定一个由hMapAdd指向的地址;②创建文件映象对象,由CreateMap完成,主要是调用CreateMapFile创建一个映象文件用以映象指定的共享内存,实际上是指定文件映象对象的若干属性;③调用MapView将文件映象对象映象到具体的地址空间中。

PAMM:一种面向基于内存共享的域间通信的优化模型

云计算平台和虚拟化技术的结合为虚拟机域间通信带来了新的需求,基于内存共享的域间通信可以提高运行在同一物理机上的虚拟机间的通信效率。但是,基于内存共享的域间过程中产生的上下文状态切换限制了其优化能力。引入一种新的内存共享模型PAMM,即通过添加一个管理模块对内存共享过程中所传递的内存页进行聚合管理,减少申请超级调用的次数,以达到减少状态切换的目的。实验表明,PAMM能够提升基于内存共享的域间通信的通信效率。

基于多空间内存共享的高速网络链路数据包捕获方法

结合共享内存和NAPI技术提出了一种基于通用硬件平台和开源软件实现的高速网络链路数据包捕获方案,能够将数据包的捕获能力和捕获效率提升到一个新水平。通过实验表明,在通用PC服务器上实现该方案完全能够满足千兆链路的监测需求,数据包处理能力可达到线速148.8万pps。

一种基于内存共享的高效进程间通信机制

进程间通信的主要目的是实现计算机系统内部相互协作的进程之间的数据共享和信息交换。本文基于Windows系统下的共享内存方式设计了一种高效的进程间通信机制,详细描述了该机制的设计原理和实现方式,测试了该机制的通信结果,同时指出了该机制可能存在的问题和改进方式。

Win32中多进程间的内存共享数据通信方法

支持多任务操作是 Windows 操作系统的主要优点之一。本文针对32位 Windows 的技术特点,提出了基于共享内存的多进程间数据传输方法,并详细讨论了通过内存映射文件的内存共享实现技术。给出编程实例之后,本文对共享内存技术做了总结。

Linux系统下实现网络内存共享关键技术探析

网络内存共享的出现主要借鉴了传统的网格计算技术和集群内存共享技术。论文从动态函数截获,缓存数据组织与管理和异步缓存数据写入三方面探讨了网络内存共享的关键技术。

Win32中多进程间的内存共享数据通信方法

支持多任务操作是Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的主要优点之一。本文针对３２位Ｗｉｎｄｏｗｓ的技术特点，提出了基于共享内在的多进程间数据传输方法，并详细讨论了通过内存映射文件的内存共享实现技术。给出编程实例之后，本文对共享内存技术做了总结。

基于多空间内存共享的数据链路层网络包捕获方法

为了提高数据链路层网络包捕获能力,提出基于多空间内存共享的数据链路层网络包捕获方法.采用网格分块特征匹配方法进行数据链路层网络包的分块拆分处理,获取数据链路层网络包的层次化分割,运用分区域的统计特征分析方法,将数据链路层网络包大数据进行统计信息分析,提取数据链路层网络包的相似度特征量,进行数据链路层网络包的捕获和网格分块数据特征分析.通过演化特征融合分析方法,进行数据链路层网络包的分块融合和递归分析,在层次化聚类中心,进行数据链路层网络包的聚类过程的收敛性控制,建立数据链路层网络包的关联规则分布集.采用定量递归分析方法进行数据链路层网络包的多尺度融合处理,实现数据链路层网络包的优化捕获和提取.进行多空间内存共享时,通过数据链路层网络包捕获过程的自动化配准和收敛性控制,提高数据链路层网络包捕获的自适应性.仿真结果表明,采用该方法进行数据链路层网络包捕获的自适应性较好,特征匹配能力较强,对数据链路层网络包捕获的准确概率较高.

Win32环境下的内存共享

在３２位ＳＩＮＤＯＷＳ环境中应用程序间要相互通信，可以通过ＤＤＥ、ＯＬＥ及ＷＩＮＳＯＣＫ ＡＰＩ等方式。但直接的内存共享有时往往更方便、更高效。本文以Ｗｉｎｄｏｗｓ９５为例讨论了在Ｗｉｎ３２环境中通过内存进行共享数据的实现方法，讲解了Ｗｉｎ３２环境下内存管理的有关概念及相关ＡＰＩ的使用。

虚拟内存共享 我有我办法

操作系统的发展是有目共睹的，先不说我们一般DIY们比较陌生的什么O/S、Linux等等，就说我们最熟悉的微软操作系统吧，由纯粹的文字界面DOS到Windows3.11、95、97、NT、XP、2000等，一只手都已经数不下了！而在现在的流行微软操作系统中，98、2000 Server和XP，甚至最新的2003版，各自有各自的优点，“博爱”的我当然就更是希望可以同时拥有它们了！

基于内存共享的多道分析器与应用软件数据交换的设计

本文设计描述的基于内存共享的多道分析器与应用软件数据交换的方法,不但将多道分析器与应用软件的数据交换进行了统一,同时还增强了对硬件通信协议的保密性。

Linux下用户态和内核态内存共享的实现

共享内存是进程间通信中最简单的方式之一。共享内存允许两个或更多进程访问同一块内存,就如同malloc()函数向不同进程返回了指向同一个物理内存区域的指针。因为所有进程共享同一块内存,共享内存在各种进程间通信方式中具有最高的效率。主要介绍Linux下基于Netlink机制的用户态和内核态内存共享的实现。

用内存文件映射实现两进程间的内存共享

文件映射是两进程共享内存的重要方法。用文件映射实现了 USER和 NETWORK两进程之间的共享内存 ,并对其函数和函数的参数进行了解释。

VB环境下基于内存共享技术的串行通讯程序设计

VB由于具有强大的界面生成能力及灵活的数据库操作功能,是上位软件的主要编程工具之一,在很多场合领域得到了应用。然而,直接采用VB编程的主要问题是可靠性较差,特别是在与其它低层设备,如PLC通讯时。本文提出一种采用内存共享技术的程序之间数据交换方法,将VB的通讯子程序和主程序分离,以解决通讯子程序死锁等故障对主程序的影响。本方法用在汽车安全气囊装配生产线的软件设计中,取得了良好的效果。

基于共享内存的AcoreOS653操作系统层与分区应用层的通信技术研究

为了满足AcoreOS653嵌入式实时操作系统中将操作系统层可获取到的目标数据提供给分区应用使用的需求,文章阐述了一种基于共享内存的操作系统层和分区应用层的通信方法,重点描述了共享数据区的通信配置和数据交换的操作方法,对开发人员的实际使用具有一定的借鉴意义。

一种基于异构多核处理器的共享内存设计

随着集成电路技术的日趋复杂化,嵌入式技术实现了从单核向多核的发展,在航空、航天、汽车等领域中,非对称多核处理器已成为现今主流的异构多核处理器架构。非对称多核处理器采用不同类型和不同核心数量的处理器单元,多个处理器运行各自的独立应用程序且相互之间隔离。为了充分发挥异构处理器的多核特性,针对非对称多核处理器不同核部署不同应用,多核之间的通信技术非常关键,因此设计了一种基于异构多核处理器的共享内存实现核间的数据交互,并在实际工程实践中验证了该方法的实用性。

使用共享内存支持IPC消息队列超长报文的方法

进程间通信是不同进程互相传输和共享信息的重要手段,System V消息队列方案是被广泛使用的一种,其可以胜任大多数进程间通信场景,但在传输少数超出阈值的超长报文时,此方案无法使用。针对以上问题,提出了一种基于共享内存的报文传输方法,通过升级System V消息队列通信手段,突破了其固有传输阈值,拓展了其超长报文传输能力。方法的主要创新在于构建了一套“消息队列-共享内存”的进程混合通信机制,利用消息队列进行进程间的通信通知,同时使用基于共享内存的Slab内存管理,将超长报文存储于共享内存并进行索引,以此达成进程间快速传输超长报文的目标。验证表明,方法能够简便实现多生产者-多消费者模型,并且完全解除了System V消息队列传输无法传输超长报文的限制。

基于内存共享机制的容器间快速通信方法

提出了一种基于内核内存共享的同宿主Docker容器间高速通信方案.通过在宿主系统上实现面向内核内存共享的专用虚拟字符设备驱动,Docker容器间的通信进程通过该设备驱动中实现的内存映射方法将同一块内核内存空间映射到相应容器进程的地址空间中,在不破坏容器隔离特性的基础上实现容器间内存共享;在该内核内存共享空间设计实现了面向连接的通信模型,并提供用户级的应用程序接口,实现同宿主Docker容器高速互联.在NUMA体系环境下的验证结果表明:基于内存共享的同宿主Docker容器间通信方案与Docker默认的虚拟网桥通信方式相比,对于Docker容器在同一NUMA节点上和在跨NUMA节点上的两种通信场景,最大吞吐量分别提升了350%和110%.