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Boost.Interprocess 介绍与使用

web 2025/6/20 13:00:41

文章目录

Boost.Interprocess 介绍与使用
- 主要特性
- 基本使用示例
- - 1. 简单的共享内存示例
  - 2. 在进程间共享C++类
  - - 示例：共享一个简单的类
  - 3. 使用偏移指针共享复杂类
- 注意事项
- 高级特性

Boost.Interprocess 介绍与使用

Boost.Interprocess 是 Boost 库中的一个组件，它提供了在进程间共享内存、文件和同步原语的工具，使得多个进程可以高效地共享数据。

主要特性

共享内存：在进程间创建共享内存区域
内存映射文件：将文件映射到内存
同步机制：提供互斥量、条件变量等同步原语
内存分配：在共享内存中进行动态内存分配
容器：提供可在共享内存中使用的STL-like容器

基本使用示例

1. 简单的共享内存示例

#include <boost/interprocess/shared_memory_object.hpp>
#include <boost/interprocess/mapped_region.hpp>
#include <iostream>using namespace boost::interprocess;int main(int argc, char *argv[])
{if(argc == 1){ // 父进程// 删除之前可能存在的共享内存shared_memory_object::remove("MySharedMemory");// 创建新的共享内存shared_memory_object shm(create_only, "MySharedMemory", read_write);// 设置大小shm.truncate(1000);// 映射到当前进程地址空间mapped_region region(shm, read_write);// 写入数据std::memset(region.get_address(), 1, region.get_size());// 启动子进程std::string s(argv[0]); s += " child";if(0 != std::system(s.c_str()))return 1;}else{ // 子进程// 打开已有的共享内存shared_memory_object shm(open_only, "MySharedMemory", read_only);// 映射到当前进程地址空间mapped_region region(shm, read_only);// 检查数据char *mem = static_cast<char*>(region.get_address());for(std::size_t i = 0; i < region.get_size(); ++i)if(*mem++ != 1)return 1; // 错误}shared_memory_object::remove("MySharedMemory");return 0;
}

2. 在进程间共享C++类

要在进程间共享C++类，需要注意以下几点：

类必须完全包含在共享内存中
不能使用虚函数（或需要特殊处理）
指针必须转换为偏移指针才能在共享内存中使用

示例：共享一个简单的类

#include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
#include <boost/interprocess/containers/vector.hpp>
#include <boost/interprocess/allocators/allocator.hpp>
#include <iostream>using namespace boost::interprocess;// 定义一个在共享内存中使用的类
class SharedData {
public:int value;double data;void print() const {std::cout << "Value: " << value << ", Data: " << data << std::endl;}
};typedef allocator<SharedData, managed_shared_memory::segment_manager> ShmemAllocator;
typedef vector<SharedData, ShmemAllocator> SharedVector;int main(int argc, char *argv[])
{if(argc == 1){ // 父进程// 删除之前可能存在的共享内存shared_memory_object::remove("MySharedMemory");// 创建托管共享内存managed_shared_memory segment(create_only, "MySharedMemory", 65536);// 在共享内存中构造一个SharedData对象SharedData *data = segment.construct<SharedData>("SharedDataObject")();data->value = 42;data->data = 3.14;// 在共享内存中创建vectorconst ShmemAllocator alloc_inst(segment.get_segment_manager());SharedVector *vec = segment.construct<SharedVector>("SharedVector")(alloc_inst);// 添加一些数据for(int i = 0; i < 5; ++i) {SharedData d;d.value = i;d.data = i * 1.1;vec->push_back(d);}// 启动子进程std::string s(argv[0]); s += " child";if(0 != std::system(s.c_str()))return 1;// 清理segment.destroy<SharedData>("SharedDataObject");segment.destroy<SharedVector>("SharedVector");}else{ // 子进程// 打开托管共享内存managed_shared_memory segment(open_only, "MySharedMemory");// 查找SharedData对象std::pair<SharedData*, std::size_t> ret = segment.find<SharedData>("SharedDataObject");if(ret.first) {ret.first->print();}// 查找vectorstd::pair<SharedVector*, std::size_t> vec_ret = segment.find<SharedVector>("SharedVector");if(vec_ret.first) {std::cout << "Vector contents:" << std::endl;for(const auto& item : *vec_ret.first) {item.print();}}}shared_memory_object::remove("MySharedMemory");return 0;
}

3. 使用偏移指针共享复杂类

对于包含指针的类，需要使用boost::interprocess::offset_ptr：

#include <boost/interprocess/managed_shared_memory.hpp>
#include <boost/interprocess/offset_ptr.hpp>using namespace boost::interprocess;class Node {
public:int value;offset_ptr<Node> next;  // 使用offset_ptr代替原始指针Node() : value(0), next(nullptr) {}
};int main()
{shared_memory_object::remove("SharedMemory");{managed_shared_memory segment(create_only, "SharedMemory", 65536);// 创建两个节点并链接它们Node* node1 = segment.construct<Node>("Node1")();Node* node2 = segment.construct<Node>("Node2")();node1->value = 1;node2->value = 2;node1->next = node2;  // 安全地在共享内存中设置指针// 子进程可以访问这个链表结构}shared_memory_object::remove("SharedMemory");return 0;
}