關(guān)于 Linux 共享內(nèi)存，寫得最好的應(yīng)該是宋寶華的 《世上最好的共享內(nèi)存》一文。
本文可以說是對這篇文章的學(xué)習(xí)筆記，順手練習(xí)了一下 rust libc —— shichaoyuan/learn_rust/linux-shmipc-demo
按照宋寶華的總結(jié)，當(dāng)前有四種主流的共享內(nèi)存方式：
- 基于傳統(tǒng) SYS V 的共享內(nèi)存；
- 基于 POSIX mmap 文件映射實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存；
- 通過 memfd_create() 和 fd 跨進(jìn)程共享實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存；
- 多媒體、圖形領(lǐng)域廣泛使用的基于 dma-buf 的共享內(nèi)存。
前兩種方式比較符合傳統(tǒng)的用法，共享內(nèi)存做為進(jìn)程間通信的媒介。
第三種方式更像是通過傳遞內(nèi)存“句柄”進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
第四種方式是為設(shè)備間傳遞數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，避免內(nèi)存拷貝，直接傳遞內(nèi)存“句柄”。
這里嘗試了一下第二種和第三種方式。
1. POSIX mmap
這套 API 應(yīng)該是最普遍的 —— shm_open + mmap，本質(zhì)上來說 Aeron 也是用的這種方式（關(guān)于 Aeron 可以參考我之前的文章）。
看一下 glibc 中 shm_open 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)就一清二楚了：
shm_open 函數(shù)就是在 /dev/shm 目錄下建文件，該目錄掛載為 tmpfs，至于 tmpfs 可以簡單理解為存儲(chǔ)介質(zhì)是內(nèi)存的一種文件系統(tǒng)，更準(zhǔn)確的理解可以參考官方文檔 tmpfs.txt。
然后通過 mmap 函數(shù)將 tmpfs 文件映射到用戶空間就可以隨意操作了。
優(yōu)點(diǎn)：
這種方式最大的優(yōu)勢在于共享的內(nèi)存是有“實(shí)體”（也就是 tmpfs 中的文件）的，所以多個(gè)進(jìn)程可以很容易通過文件名這個(gè)信息構(gòu)建共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)，特別適合把共享內(nèi)存做為通信媒介的場景（例如 Aeron）。
缺點(diǎn)：
如果非要找一個(gè)缺點(diǎn)的話，可能是，文件本身獨(dú)立于進(jìn)程的生命周期，在使用完畢后需要注意刪除文件（僅僅 close 是不行的），否則會(huì)一直占用內(nèi)存資源。
2. memfd_create
memfd_create 函數(shù)的作用是創(chuàng)建一個(gè)匿名的文件，返回對應(yīng)的 fd，這個(gè)文件當(dāng)然不普通，它存活在內(nèi)存中。更準(zhǔn)確的理解可以參考官方文檔 memfd_create(2)。
直觀理解，memfd_create 與 shm_open 的作用是一樣的，都是創(chuàng)建共享內(nèi)存實(shí)體，只是 memfd_create 創(chuàng)建的實(shí)體是匿名的，這就帶了一個(gè)問題：如何讓其它進(jìn)程獲取到匿名的實(shí)體？shm_open 方式有具體的文件名，所以可以通過打開文件的方式獲取，那么對于匿名的文件怎么處理呢？
答案是：通過 Unix Domain Socket 傳遞 fd。
rust 的 UDS 實(shí)現(xiàn)：
rust 在 std 中已經(jīng)提供了 UDS 的實(shí)現(xiàn)，但是關(guān)于傳遞 fd 的 send_vectored_with_ancillary 函數(shù)還屬于 nightly-only experimental API 階段。所以這里使用了一個(gè)三方 crate —— sendfd，坦白說可以自己實(shí)現(xiàn)一下，使用 libc 構(gòu)建好 SCM_RIGHTS 數(shù)據(jù)，sendmsg 出去即可，不過細(xì)節(jié)還是挺多，我這里就放棄了。
這套 API 設(shè)計(jì)更靈活，直接拓展了我的思路，本來還是受限于 Aeron 的用法，如果在這套 API 的加持下，是否可以通過傳遞數(shù)據(jù)包內(nèi)存塊（fd）真正實(shí)現(xiàn)零拷貝呢？
優(yōu)點(diǎn)：
靈活。
缺點(diǎn)：
無
