Буферы в разделяемой памяти
Обойтись почти без копирования, даже между разными процессами, можно, воспользовавшись разделяемой памятью. Разделяемая память - это область памяти, доступная сразу нескольким процессам. Каждый процесс отображает блок виртуальной памяти на адрес в собственном адресном пространстве (в разных процессах эти адреса могут быть различны), а затем обращается к нему, как к собственной памяти.
Идея состоит в том, чтобы создать массив буферов в разделяемой памяти, построить сообщение в одном из них, а затем передать индекс буфера следующему процессу, применяя механизм IPC. При этом «перемещается» только одно целое число, представляющее индекс буфера в массиве. Например, на рис. 3.15 в качестве механизма IPC используется TCP для передачи числа 3 от процесса 1 процессу 2. Когда процесс 2 получает это число, он определяет, что приготовлены данные в буфере smbarray [ 3 ].
Рис. 3.15. Передача сообщений через буфер в разделяемой памяти
На рис. 3.15 два пунктирных прямоугольника представляют адресные пространства процессов 1 и 2, а их пересечение - общий сегмент разделяемой памяти, который каждый из процессов отобразил на собственное адресное пространство. Массив буферов находится в разделяемом сегменте и доступен обоим процессам. Процесс 1 использует отдельный канал IPC (в данном случае - TCP) для информирования процесса 2 о том, что для него готовы данные, а также место, где их искать.
Хотя здесь показано только два процесса, этот прием прекрасно работает для любого их количества. Кроме того, процесс 2, в свою очередь, может передать сообщение процессу 1, получив буфер в разделяемой памяти, построив в нем сообщение и послав процессу 1 индекс буфера в массиве.
Единственное, что пока отсутствует, - это синхронизация доступа к буферам, то есть предотвращение ситуации, когда два процесса одновременно получат один и тот же буфер. Это легко делается с помощью мьютекса, что и будет продемонстрировано ниже.
