C++ 无法读取共享内存

我试图通过共享内存发布一些随机的东西；出于某种奇怪的原因，读者没有读到发件人写的东西

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <cstdio>

class SHM {
    volatile char* _ptr;
public:
    SHM() {
        const auto handle = shm_open("myTest", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
        const auto size =  4 * 1024 * 1024;
        if (-1 == ftruncate(handle, size)) {
            throw;
        }
        _ptr = (volatile char*)mmap(0,size , PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, handle, 0);

        if(_ptr == MAP_FAILED){
            throw;
        }

                int rc = fchmod(handle, 0666);
                if (rc == -1) {
            throw;
                }
    }

    bool read(uint64_t& magic, uint64_t& time) {
        const uint64_t newVal = *(uint64_t*)_ptr;
        if (newVal != magic) {
            magic = newVal;
            printf("value changed!!!\n");
            time = *(uint64_t*)(_ptr + sizeof(magic));
            return true;
        }
        //printf("old value: %lu\n", newVal);
        return false;
    }

    void publish(const uint64_t time) {
        __sync_fetch_and_add((uint64_t*)_ptr, time);
        __sync_synchronize();
        *(uint64_t*)(_ptr + sizeof(uint64_t)) = time;
    }
};

---

我发现了几个问题，但是，我不确定他们是否能解决您的问题

shm\u open的
名称
应以
/
开头，以便便携使用

在

read

和

publish

中，强制转换不能丢弃

volatile

。例如：

const uint64\u t newVal=*（uint64\u t volatile*）\u ptr。更好的办法是，去掉volatile，使用std:：atomic

尽管涉及到不同的进程，但相同的对象仍然会被多个执行线程访问，并且这些线程中至少有一个会修改共享对象

---

我做了上述改变。使用

std:：atomic

修复了它：

class SHM {
    void* _ptr;
public:
    SHM() {
        const auto handle = shm_open("/myTest", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
        const auto size =  4 * 1024 * 1024;
        if (-1 == ftruncate(handle, size))
            throw;

        _ptr = mmap(0,size , PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, handle, 0);

        if(_ptr == MAP_FAILED)
            throw;
    }

    bool read(uint64_t& magic, uint64_t& time) {
        auto p = static_cast<std::atomic<uint64_t>*>(_ptr);
        const uint64_t newVal = p[0];
        if (newVal != magic) {
            magic = newVal;
            printf("value changed!!!\n");
            time = p[1];
            return true;
        }
        return false;
    }

    void publish(const uint64_t time) {
        auto p = static_cast<std::atomic<uint64_t>*>(_ptr);
        p[0] += time;
        p[1] = time;
    }
};

void sender() {
    SHM shm;
    timespec t;
    for (auto i = 0; i < 10000; i++) {
        if (0 == clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &t)) {
            const uint64_t v = t.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + t.tv_nsec;
            shm.publish(v);
            printf("published %lu\n", v);
            usleep(100);
        }
    }
}

void reader() {
    SHM shm;
    uint64_t magic = 0;
    uint64_t t = 0;
    while (true) {
        if (shm.read(magic, t)) {
            printf("%lu, %lu\n", magic, t);
        }
    }
}

int main(int ac, char**) {
    if(ac > 1)
        reader();
    else
        sender();
}

---

#2确实是个问题——编译器可能优化了

const uint64\u t newVal=*（uint64\u t*）\u ptr

。我想知道在哪一点上我可以停止使用volatile限定符，因为我认为声明

volatile char*\u ptr

足以告诉编译器不要优化对

\u ptr

的访问，因为

\u ptr

有一个volatile限定符。希望你能分享一些光明。对于#1，为什么启动/可移植？谢谢@HCSF#1请参阅第二段。@HCSF#1:如果名称以字符开头，则使用相同名称值调用shm#u open（）的进程引用相同的共享内存对象，只要该名称未被删除。@HCSF#2如果强制转换为

（uint64#t volatile*）

在访问的任何地方都保持一致

\u ptr

它也能按预期工作。但是

std:：atomic

是正确的方法。感谢您提供了一个示例。如果ptr指向C结构（而不是uint64 t），该怎么办<代码>自动p=静态强制转换（ptr）；自动v=p->load（）然后访问字段v？如果S很大，load（）可能会生成一个隐式锁，对吗？如果我坚持使用

auto p=static\u cast（\u ptr），似乎不会生成隐式锁，对吗？只是想找到一个对延迟影响较小的解决方案。如果是，我是否也需要声明S volatile中的所有字段？当我访问ptr时，编译器似乎并不固有地尊重
volatile
。谢谢
#include <iostream>
#include "shm.h"

int main() {
    SHM shm;
    uint64_t magic = 0;
    uint64_t t = 0;
    while (true) {
        if (shm.read(magic, t)) {
            printf("%lu, %lu\n", magic, t);
        }
    }
}

g++ (GCC) 7.2.1 20170829 (Red Hat 7.2.1-1)

class SHM {
    void* _ptr;
public:
    SHM() {
        const auto handle = shm_open("/myTest", O_RDWR|O_CREAT, 0666);
        const auto size =  4 * 1024 * 1024;
        if (-1 == ftruncate(handle, size))
            throw;

        _ptr = mmap(0,size , PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, handle, 0);

        if(_ptr == MAP_FAILED)
            throw;
    }

    bool read(uint64_t& magic, uint64_t& time) {
        auto p = static_cast<std::atomic<uint64_t>*>(_ptr);
        const uint64_t newVal = p[0];
        if (newVal != magic) {
            magic = newVal;
            printf("value changed!!!\n");
            time = p[1];
            return true;
        }
        return false;
    }

    void publish(const uint64_t time) {
        auto p = static_cast<std::atomic<uint64_t>*>(_ptr);
        p[0] += time;
        p[1] = time;
    }
};

void sender() {
    SHM shm;
    timespec t;
    for (auto i = 0; i < 10000; i++) {
        if (0 == clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &t)) {
            const uint64_t v = t.tv_sec * 1000 * 1000 * 1000 + t.tv_nsec;
            shm.publish(v);
            printf("published %lu\n", v);
            usleep(100);
        }
    }
}

void reader() {
    SHM shm;
    uint64_t magic = 0;
    uint64_t t = 0;
    while (true) {
        if (shm.read(magic, t)) {
            printf("%lu, %lu\n", magic, t);
        }
    }
}

int main(int ac, char**) {
    if(ac > 1)
        reader();
    else
        sender();
}

struct Data {
    std::atomic<uint64_t> time;
    std::atomic<uint64_t> generation;
};

// ...

    bool read(uint64_t& generation, uint64_t& time) {
        auto data = static_cast<Data*>(_ptr);

        auto new_generation = data->generation.load(std::memory_order_acquire); // 1. Syncronizes with (2).
        if(generation == new_generation)
            return false;

        generation = new_generation;
        time = data->time.load(std::memory_order_relaxed);
        printf("value changed!!!\n");
        return true;
    }

    void publish(const uint64_t time) {
        auto data = static_cast<Data*>(_ptr);

        data->time.store(time, std::memory_order_relaxed);
        data->generation.fetch_add(time, std::memory_order_release);  // 2. (1) Synchronises with this store.
    }