为什么使用shm_open？

Question

做 shm_open 然后跟上一个 mmap 有什么优势呢？
为什么不创建一个普通文件，然后将该 fd 传递给 mmap？
我看不出 shm_open 的优势 - 这些只是引用，不是吗？

我已经阅读了整个手册。在我看来，“秘密”就在于 mmap 操作 - 文件“类型”似乎毫无意义。

任何指针都是好的，特别是涉及性能方面的。
我的背景是一个（循环可覆盖的）缓冲区（例如128MB），将由一个进程不断写入，并由另一个进程不断卸载。

举个例子：这个 打开/mmap 方法有什么问题。

编辑
准确地说，以下哪种方法更好：

fd = open("/dev/shm/myshm.file", O_CREAT|O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR);
mem = mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);

对战

fd = shm_open("/myshm.file", O_RDWR|O_CREATE, S_IRUSR | S_IWUSR);
mem = mmap(...same as before...);

当我使用常规的open在/dev/shm文件系统下创建一个文件，并向其中倾倒了1G的垃圾时，我的可用内存减少了1G，而可用磁盘空间保持不变。这两种方法有什么区别？

- Trevor

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试一下吧。写入文件可能会慢上百倍。 - Jens Gustedt

Answer 1

如果您打开和mmap()一个常规文件，则数据将以该文件的形式存在。

如果您仅需要共享内存区域，而无需保留数据（这会产生额外的I/O开销），请使用shm_open()。

这样的内存区域还允许您存储其他类型的对象，例如互斥锁或信号量，在大多数系统上，您不能将它们存储在mmap ()中的常规文件中。

- nos

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如果我在/dev/shm文件系统下创建文件，例如open("/dev/shm/myshm", "w")，那怎么办呢？使用shm_open有什么优势？ - Trevor

如果你使用shm_open或open，那么基本上是一样的，但请记住这只适用于Linux。当存在标准方法时，这样做可能没有太多意义。如果/dev/shm挂载在非标准位置，shm_open会注意到它的位置。 - nos

感谢您指出可移植性问题。我们的产品以虚拟机的形式提供给客户，因此我们可以控制代码运行的分发方式，从而管理它。让我困扰的是无法在/dev/shm文件系统下创建逻辑目录。这是glibc的shm_open的一个副作用，并不是文件系统的问题 - 所以我选择使用open()。 - Trevor

@Trevor，请注意根据POSIX标准：“名称中除了首斜杠字符以外的斜杠字符的解释是由实现定义的。”为什么不坚持使用标准API调用并简单地解决它的限制，例如使用下划线或其他特殊字符来分隔文件名的逻辑部分，而不是在/dev/shm下创建目录？ - Hristo Iliev

你提出的建议确实是正确的 - 我仍在考虑。然而，例如，如果我想在 /dev/shm 下执行 inotify 操作，我必须使用 /dev/shm 上的 inotify - 并且会暴露给在此空间注册的其他进程。这只是我想到的一个例子。 - Trevor

Answer 2

阅读shm_open的源代码之后，我可以说这两种方法几乎相同。

链接: https://code.woboq.org/userspace/glibc/sysdeps/posix/shm_open.c.html shm_open只是添加了shm_dir前缀，然后调用普通的open系统调用，没有什么特别之处。

- LeeLee

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关键区别：shm_dir前缀通常指向临时文件系统（例如tmpfs）的挂载点。 - TheDiveO

Answer 3

在现代Linux上，这两个调用本质上是等价的。第一种方法可以用于从诸如Go之类的语言中访问POSIX共享内存（请参见https://github.com/fabiokung/shm/blob/master/shm_linux.go），其中POSIX共享内存不是本地可用的。对于其他OS/版本，第一个调用可能会导致某些文件创建或/dev/shm不可用，性能也可能较慢。路径合并规则也可能随着librt版本的变化而不断发展。

第一种方法称为内存映射文件API（在std libs中支持）。

第二种方法称为POSIX共享内存API（在Linux上需要librt，也称为libposix作为依赖项。它内部构建路径并调用open）。

- Maxim Sinev

Answer 4

在Linux上，mmap（fopen（/dev/shm））和shm_open是相同的。

它们在Mac上不同，因为Mac上不存在/dev/shm！

在Mac上，您可以尝试执行mmap（fopen（some_other_dir）），但是然后您将遇到困难，以确定some_other_dir是否也在基于RAM的文件系统上，因此它是否与shm_open一样高效。

- Lucian Wischik