Delat minne

Delat minne är det  snabbaste sättet för datautbyte mellan processer [1] .

I andra verktyg för inter-process communication ( IPC ) går kommunikationen mellan processer genom kärnan , vilket resulterar i en kontextväxling mellan processen och kärnan, dvs. till prestationsförluster [2] .

Tekniken med delat minne tillåter utbyte av information genom ett delat minnessegment för processer utan att använda kärnsystemanrop. Det delade minnessegmentet är anslutet till den fria delen av processens virtuella adressutrymme [3] . Således kan två olika processer ha olika adresser för samma delade minnesplats.

Kort beskrivning av arbetet

Efter att ha skapat ett delat minnessegment kan vilken som helst av användarprocesserna koppla det till sitt eget virtuella utrymme och arbeta med det som med ett vanligt minnessegment. Nackdelen med ett sådant informationsutbyte är frånvaron av något sätt för synkronisering, men för att övervinna denna nackdel kan semafortekniken användas .

Implementering av klient-server-teknik

I systemet för datautbyte mellan två processer ( klient och server ) som använder delat minne, måste en grupp av två semaforer fungera. Den första semaforen används för att blockera åtkomst till delat minne, dess aktiveringssignal är 1 och dess förnekarsignal är 0. Den andra semaforen används för att signalera servern att klienten har börjat arbeta, medan åtkomst till delat minne är blockerad, och klienten läser data från minnet. Nu, när operationen anropas av servern, kommer dess arbete att avbrytas tills minnet frigörs av klienten.

Scenario med delat minne

1. Servern kommer åt delat minne med hjälp av en semafor.
2. Servern skriver data till delat minne.
3. Efter att dataskrivningen är klar släpper servern åtkomst till det delade minnet med hjälp av semaforen.
4. Klienten får åtkomst till delat minne genom att låsa åtkomst till detta minne för andra processer med hjälp av en semafor.
5. Klienten läser data från det delade minnet och släpper sedan minnet med en semafor.

Programvaruimplementering

I programvara kallas delat minne:

• Inter- Process Communication (IPC) är en metod för att utbyta data mellan program som körs samtidigt. En process skapar en region i RAM som kan nås av andra processer.
• En metod för att spara minne genom att direkt komma åt dessa originaldata, som i det vanliga tillvägagångssättet är separata kopior av originaldata, istället för virtuell minnesmapping eller den beskrivna metoden. Detta tillvägagångssätt används ofta för delade bibliotek och för XIP .

Eftersom båda processerna kan komma åt det delade minnesområdet som normalt minne, är det ett mycket snabbt sätt att kommunicera (till skillnad från andra IPC-mekanismer som namngivna rör , UNIX-sockets eller CORBA ). Å andra sidan är den här metoden mindre flexibel, till exempel måste kommunikationsprocesserna köras på samma maskin (av de listade IPC-metoderna kan endast nätverkssockets, inte att förväxla med UNIX-domänsockets, kommunicera över nätverket) , och försiktighet måste iakttas för att undvika problem när man använder delat minne på olika processorkärnor och hårdvaruarkitektur utan en sammanhängande cache .

Kommunikation med delat minne används till exempel för att överföra bilder mellan en applikation och en X-server på Unix-system, eller inom IStream-objektet som returneras av CoMarshalInterThreadInterfaceInStream i Windows COM-biblioteket.

Delade bibliotek läses vanligtvis in i minnet en gång och mappas över flera processer, och endast sidor som är specifika för en enskild process (eftersom vissa ID:n skiljer sig) dupliceras, vanligtvis med en mekanism som kallas kopiera-på-skriv , som när man försöker skriva till delat minne, tyst till processen som anropar skrivningen, kopierar minnessidorna och skriver sedan data till den kopian.