内存共享文件系统（内部文件共享系统）

本篇文章给大家谈谈内存共享文件系统，以及内部文件共享系统对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享内存共享文件系统的知识，其中也会对内部文件共享系统进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、内存文件系统
• 2、共享内存原理
• 3、Win8双系统下实现虚拟内存共享的方法介绍
• 4、什么是共享内存，就是有的笔记本是共享内存，多大啊？共享内存好吗？和256M的哪个好

内存文件系统

Linux内核2.0/2.2就已经支持,为了能够使用Ramdisk，我们在编译内核时须将block device中的Ramdisk支持选上，它下面还有两个选项，一个是设定Ramdisk的大小，默认是4096k;

如果umount再加载，只要不重启linux，那文件依然会保存在/dev/ramX中

Ramfs顾名思义是内存文件系统，它处于虚拟文件系统(VFS)层，而不像ramdisk那样基于虚拟在内存中的其他文件系统(ex2fs)。因而，它无需格式化，可以创建多个，只要内存足够，在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。

umount后再加载数据消失

Tmpfs是一个虚拟内存文件系统，它不同于传统的用块设备形式来实现的Ramdisk，也不同于针对物理内存的Ramfs。Tmpfs可以使用物理内存，也可以使用交换分区

在编译内核时须将

size=32m,内存的消耗值不是32m,要看真实使用

umount后再加载数据消失。

(1) ** System V shared memory(shmget/shmat/shmdt) **

(2) ** POSIX shared memory(shm_open/shm_unlink) **

2.用于POSIX共享内存，由用户负责mount，而且一般mount到/dev/shm；依赖于CONFIG_TMPFS;

System V与POSIX共享内存都是通过tmpfs实现，但是受的限制却不相同。也就是说/proc/sys/kernel/shmmax只会影响SYS V共享内存，/dev/shm只会影响Posix共享内存

Posix共享内存区对象的大小可在任何时刻通过ftruncate修改，而System V 共享内存区对象的大小是在调用shmget创建时固定下来的。

Posix共享内存区是先调用shm_open然后再调用mmap，System V 共享内存区是先调用shmget再调用shmat。

mmap, 它把文件内容映射到一段内存上(准确说是虚拟内存上), 通过对这段内存的读取和修改, 实现对文件的读取和修改,mmap()系统调用使得进程之间可以通过映射一个普通的文件实现共享内存

mmap函数成功返回指向内存区域的指针
addr，某个特定的地址作为起始地址，当被设置为NULL，系统会在地址空间选择一块合适的内存区域。

其中data的创建采用内存映射函数mmap，用dev/ properties 的原因是因为dev为tmpfs

共享内存原理

Linux的2.2.x内核支持多种共享内存方式，如mmap()系统调用，Posix共享内存，以及系统V共享内存。

共享内存可以说是最有用的进程间通信方式，也是最快的IPC形式。两个不同进程A、B共享内存的意思是，同一块物理内存被映射到进程A、B各自的进程地址空间。进程A可以即时看到进程B对共享内存中数据的更新，反之亦然。由于多个进程共享同一块内存区域，必然需要某种同步机制，互斥锁和信号量都可以。

系统V共享内存原理

进程间需要共享的数据被放在一个叫做IPC共享内存区域的地方，所有需要访问该共享区域的进程都要把该共享区域映射到本进程的地址空间中去。系统V共享内存通过shmget获得或创建一个IPC共享内存区域，并返回相应的标识符。内核在保证shmget获得或创建一个共享内存区，初始化该共享内存区相应的shmid_kernel结构注同时，还将在特殊文件系统shm中，创建并打开一个同名文件，并在内存中建立起该文件的相应dentry及inode结构，新打开的文件不属于任何一个进程（任何进程都可以访问该共享内存区）。所有这一切都是系统调用shmget完成的。

Linux 有一个系统调用叫 mmap()，这个 mmap() 可以把一个文件映射到进程的地址空间（进程使用的虚拟内存），这样进程就可以通过读写这个进程地址空间来读写这个文件。

你可能会觉得奇怪，我明明写的是内存啊，怎么会变成写文件了呢？他们之间是怎么转化的呢？

没错，你写的确实是内存，但是你写的这个内存不是普通的内存，你写在这个内存上的内容，过段时间后会被内核写到这个文件上面。而写文件，其实最后都会变成写数据到设备里（硬盘、Nand Flash 等）。

mmap的优点主要在为用户程序随机的访问,操作,文件提供了一个方便的操作方法；其次就是为不同进程共享大批量数据提供高效的手段；另外就是对特大文件（无法一次性读入内存）的处理提供了一种有效的方法。

内核里存在着一个特殊的文件系统，这个文件系统的存储介质不是别的，正是 RAM。

在 shmget() 调用之后，系统会为你在这个文件系统上创建一个文件，但是这个时候仅仅是创建了这个文件。

然后你就应该调用 shmat() 了，调用 shmat() 之后，内核会使用 mmap 把这个文件映射到你的进程地址空间，这个时候你就能直接读写映射后的地址了。

过段时间，内核把你写的 内容写到了文件里面，但是，这个文件的存储介质是内存，所以他会怎么做？看明白了吧？

答案：他会写入内存呀

我们先来看看如果不使用内存映射文件的处理流程是怎样的，首先我们得先读出磁盘文件的内容到内存中，然后修改，最后回写到磁盘上。第一步读磁盘文件是要经过一次系统调用的，它首先将文件内容从磁盘拷贝到内核空间的一个缓冲区，然后再将这些数据拷贝到用户空间，实际上是两次数据拷贝。第三步回写也一样也要经过两次数据拷贝。

所以我们基本上会有四次数据的拷贝了，因为大文件数据量很大，几十GB甚至更大，所以拷贝的开销是非常大的。

而内存映射文件是操作系统的提供的一种机制，可以减少这种不必要的数据拷贝，从而提高效率。它由mmap()将文件直接映射到用户空间，mmap()并没有进行数据拷贝，真正的数据拷贝是在缺页中断处理时进行的，由于mmap()将文件直接映射到用户空间，所以中断处理函数根据这个映射关系，直接将文件从硬盘拷贝到用户空间，所以只进行了一次数据拷贝 ，比read进行两次数据拷贝要好上一倍，因此，内存映射的效率要比read/write效率高。

一般来说，read write操作可以满足大多数文件操作的要求，但是对于某些特殊应用领域所需要的几十GB甚至更大的存储，这种通常的文件处理方法进行处理显然是行不通的。

mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上，如果文件的大小不是所有页的大小之和，最后一个页不被使用的空间将会清零。munmap执行相反的操作，删除特定地址区域的对象映射。

当使用mmap映射文件到进程后,就可以直接操作这段虚拟地址进行文件的读写等操作,不必再调用read,write等系统调用.但需注意,直接对该段内存写时不会写入超过当前文件大小的内容.

参考地址：

Win8双系统下实现虚拟内存共享的方法介绍

有些朋友会在系统内同时安装Windows2008系统和WindowsXP系统，在双系统下，计算机会自动划出一部分虚拟内存来支持这两个系统内存共享文件系统的运行，但是磁盘空间是有限的，大容量的使用内存会拖慢系统的运行速度，所以我们可以通过设置来实现Windows2008双系统下共享统一虚拟内存，节省更多的空间。

Windows2008双系统下实现虚拟内存共享的方法：

1、打开Windows Server 2008系统的“开始”菜单，从中依次点选“设置”、“控制面板”选项，在弹出的系统控制面板窗口中用鼠标双击“系统”图标，打开系统属性设置窗口内存共享文件系统；

2、在该设置窗口的左侧列表处，单击“高级系统设置”按钮，进入高级系统属性设置页面，单击该页面“性能”位置处的“设置”按钮，打开对应系统的性能选项设置对话框；

3、点选该对话框中的'“高级”标签，在弹出的高级标签设置页面中单击“虚拟内存”位置处的“设置”按钮，打开设置对话框，将其中的“自动管理所有驱动器的分页文件大小”复选项取消选中，然后选中Windows Server 2008系统所在的磁盘安装分区，同时将对应该分区下面的“无分页文件”选项选中，再单击该选项旁边的“设置”按钮，将Windows Server 2008系统缺省启用的分页文件直接删除掉；

4、再选中Windows XP系统所在的磁盘分区，并将对应该分区下面的“自定义大小”选项选中，同时手工设置好虚拟缓存的大小，最后单击“确定”按钮保存好上述设置操作。

通过上述的操作之后，双系统下，Windows2008就能够轻松实现虚拟内存的共享，共用同一个虚拟空间，在一定程度上节省了磁盘空间，对提升系统运行速度方面也有大大的帮助。

什么是共享内存，就是有的笔记本是共享内存，多大啊？共享内存好吗？和256M的哪个好

共享内存指在多处理器的计算机系统中，可以被不同中央处理器（CPU）访问的大容量内存。由于多个CPU需要快速访问存储器，这样就要对存储器进行缓存（Cache）。任何一个缓存的数据被更新后，由于其他处理器也可能要存取，共享内存就需要立即更新，否则不同的处理器可能用到不同的数据。共享内存 (shared memory)是 Unix下的多进程之间的通信方法 ,这种方法通常用于一个程序的多进程间通信，实际上多个程序间也可以通过共享内存来传递信息。
共享内存的创建
共享内存是存在于内核级别的一种资源，在shell中可以使用ipcs命令来查看当前系统IPC中的状态，在文件系统/proc目录下有对其描述的相应文件。函数shmget可以创建或打开一块共享内存区。函数原型如下： #include <sys/shm.h int shmget( key_t key, size_t size, int flag ); 函数中参数key用来变换成一个标识符，而且每一个IPC对象与一个key相对应。当新建一个共享内存段时，size参数为要请求的内存长度（以字节为单位）。 注意：内核是以页为单位分配内存，当size参数的值不是系统内存页长的整数倍时，系统会分配给进程最小的可以满足size长的页数，但是最后一页的剩余部分内存是不可用的。 当打开一个内存段时，参数size的值为0。参数flag中的相应权限位初始化ipc_perm结构体中的mode域。同时参数flag是函数行为参数，它指定一些当函数遇到阻塞或其他情况时应做出的反应。shmid_ds结构初始化如表14-4所示。
编辑本段初始化
shmid_ds结构数据 初 值 shmid_ds结构数据 初 值
shm_lpid 0 shm_dtime 0
shm_nattach 0 shm_ctime 系统当前值
shm_atime 0 shm_segsz 参数 size
下面实例演示了使用shmget函数创建一块共享内存。程序中在调用shmget函数时指定key参数值为IPC_PRIVATE，这个参数的意义是创建一个新的共享内存区，当创建成功后使用shell命令ipcs来显示目前系统下共享内存的状态。命令参数-m为只显示共享内存的状态。 （1）在vi编辑器中编辑该程序如下： 程序清单14-8 create_shm.c 使用shmget函数创建共享内存 #include <sys/types.h #include <sys/ipc.h #include <sys/shm.h #include <stdlib.h #include <stdio.h #define BUFSZ 4096 int main ( void ) { int shm_id; /*共享内存标识符*/ shm_id=shmget(IPC_PRIVATE, BUFSZ, 0666 ) ; if (shm_id < 0 ) { /*创建共享内存*/ perror( "shmget" ) ; exit ( 1 ); } printf ( "successfully created segment : %d \n", shm_id ) ; system( "ipcs -m"); /*调用ipcs命令查看IPC*/ exit( 0 ); } （2）在shell中编译该程序如下： $gcc create_shm.c–o create_shm （3）在shell中运行该程序如下： $./ create_shm successfully created segment : 2752516 ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 0 上述程序中使用shmget函数来创建一段共享内存，并在结束前调用了系统shell命令ipcs –m来查看当前系统IPC状态。
编辑本段共享内存的操作
由于共享内存这一特殊的资源类型，使它不同于普通的文件，因此，系统需要为其提供专有的操作函数，而这无疑增加了程序员开发的难度（需要记忆额外的专有函数）。使用函数shmctl可以对共享内存段进行多种操作，其函数原型如下： #include <sys/shm.h int shmctl( int shm_id, int cmd, struct shmid_ds *buf ); 函数中参数shm_id为所要操作的共享内存段的标识符，struct shmid_ds型指针参数buf的作用与参数cmd的值相关，参数cmd指明了所要进行的操作，其解释如表14-5所示。
编辑本段cmd参数详解
cmd的值 意 义
IPC_STAT 取shm_id所指向内存共享段的shmid_ds结构，对参数buf指向的结构赋值
IPC_SET 使用buf指向的结构对sh_mid段的相关结构赋值，只对以下几个域有作用，shm_perm. uid shm_perm.gid以及shm_perm.mode 注意此命令只有具备以下条件的进程才可以请求： 1．进程的用户ID等于shm_perm.cuid或者等于shm_perm.uid 2．超级用户特权进程
IPC_RMID 删除shm_id所指向的共享内存段，只有当shmid_ds结构的shm_nattch域为零时，才会真正执行删除命令，否则不会删除该段 注意此命令的请求规则与IPC_SET命令相同
SHM_LOCK 锁定共享内存段在内存，此命令只能由超级用户请求
SHM_UNLOCK 对共享内存段解锁，此命令只能由超级用户请求
使用函数shmat将一个存在的共享内存段连接到本进程空间，其函数原型如下： #include <sys/shm.h void *shmat( int shm_id, const void *addr, int flag ); 函数中参数shm_id指定要引入的共享内存，参数addr与flag组合说明要引入的地址值，通常只有2种用法，addr为0，表明让内核来决定第1个可以引入的位置。addr非零，并且flag中指定SHM_RND，则此段引入到addr所指向的位置（此操作不推荐使用，因为不会只对一种硬件上运行应用程序，为了程序的通用性推荐使用第1种方法），在flag参数中可以指定要引入的方式（读写方式指定）。 %说明：函数成功执行返回值为实际引入的地址，失败返回–1。shmat函数成功执行会将shm_id段的shmid_ds结构的shm_nattch计数器的值加1。 当对共享内存段操作结束时，应调用shmdt函数，作用是将指定的共享内存段从当前进程空间中脱离出去。函数原型如下： #include <sys/shm.h int shmdt( void *addr); 参数addr是调用shmat函数的返回值，函数执行成功返回0，并将该共享内存的shmid_ds结构的shm_nattch计数器减1，失败返回–1。 下面实例演示了操作共享内存段的流程。程序的开始部分先检测用户是否有输入，如出错则打印该命令的使用帮助。接下来从命令行读取将要引入的共享内存ID，使用shmat函数引入该共享内存，并在分离该内存之前睡眠3秒以方便查看系统IPC状态。 （1）在vi编辑器中编辑该程序如下： 程序清单14-9 opr_shm.c 操作共享内存段 #include <sys/types.h #include <sys/ipc.h #include <sys/shm.h #include <stdlib.h #include <stdio.h int main ( int argc, char *argv[] ) { int shm_id ; char * shm_buf; if ( argc != 2 ){ /* 命令行参数错误 */ printf ( "USAGE: atshm <identifier" ); /*打印帮助消息*/ exit (1 ); } shm_id = atoi(argv[1]); /*得到要引入的共享内存段*/ /*引入共享内存段，由内核选择要引入的位置*/ if ( (shm_buf = shmat( shm_id, 0, 0)) < (char *) 0 ){ perror ( "shmat" ); exit (1); } printf ( " segment attached at %p\n", shm_buf ); /*输出导入的位置*/ system("ipcs -m"); sleep(3); /* 休眠 */ if ( (shmdt(shm_buf)) < 0 ) { /*与导入的共享内存段分离*/ perror ( "shmdt"); exit(1); } printf ( "segment detached \n" ); system ( "ipcs -m " ); /*再次查看系统IPC状态*/ exit ( 0 ); } （2）在shell中编译该程序如下： $gcc opr_shm.c–o opr_shm （3）在shell中运行该程序如下： $./ opr_shm 2752516 segment attached at 0xb7f29000 ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 1 segment detached ------ Shared Memory Segments -------- key shmid owner perms bytes nattch status 0x00000000 65536 root 600 393216 2 dest 0x00000000 2654209 root 666 4096 0 0x0056a4d5 2686978 root 600 488 1 0x0056a4d6 2719747 root 600 131072 1 0x00000000 2752516 root 666 4096 0 上述程序中从命令行中读取所要引入的共享内存ID，并使用shmat函数引入该内存到当前的进程空间中。注意在使用shmat函数时，将参数addr的值设为0，所表达的意义是由内核来决定该共享内存在当前进程中的位置。由于在编程的过程中，很少会针对某一个特定的硬件或系统编程，所以由内核决定引入位置也就是shmat推荐的使用方式。在导入后使用shell命令ipcs –m来显示当前的系统IPC的状态，可以看出输出信息中nattch字段为该共享内存时的引用值，最后使用shmdt函数分离该共享内存并打印系统IPC的状态。
编辑本段共享内存使用注意事项
共享内存相比其他几种方式有着更方便的数据控制能力，数据在读写过程中会更透明。当成功导入一块共享内存后，它只是相当于一个字符串指针来指向一块内存，在当前进程下用户可以随意的访问。缺点是，数据写入进程或数据读出进程中，需要附加的数据结构控制，共享内存通信数据结构示意如图14-9所示。
编辑本段结构示意
%说明：图中两个进程同时遵循一定的规则来读写该内存。同时，在多进程同步或互斥上也需要附加的代码来辅助共享内存机制。 在共享内存段中都是以字符串的默认结束符为一条信息的结尾。每个进程在读写时都遵守这个规则，就不会破坏数据的完整性。 关于内存共享文件系统和内部文件共享系统的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。 内存共享文件系统的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于内部文件共享系统、内存共享文件系统的信息别忘了在本站进行查找喔。

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