Это мой канал Old Programmer программировании и программистах. Тематическое оглавление канала здесь . А тут собраны все ссылки по C/C++. Здесь перечень ссылок на ресурсы, посвященные многозадачности в Linux.
Что такое разделяемая память
Продолжаем рассматривать вопросы, cвязанные с многозадачностью, процессами и их взаимодействием. Сегодня вопрос о разделяемой памяти (shared memory) . Как и ранее, мы программируем на C и в операционной системе Linux.
Если кратко, то суть этой технологии такова:
- Разделяемая память это объект ядра.
- Объект может быть создан и удален.
- Объект создается с некоторым именем, которое может быть использовано другими процессами для доступа к нему.
- Объект можно открыть записать туда и прочесть оттуда. При этом обращение осуществляется по адресу этой области данных.
Для того, чтобы удобно было разбираться с технологией, я разбил всю задачу на четыре подзадачи и написал, соответственно 4 программы ( mem4000.c , mem4010.c , mem4020.c , mem4030.c ).
Общий доступ к папкам и дискам Windows 10 — как настроить
Программа mem4000.c
Программа создает объект, устанавливает его размер (размер памяти), закрывает объект и заканчивает работу. Объект при этом не уничтожается! Его можно удалить (см. ниже) или он будет удален после перезагрузки системы.
При создании объекта мы используем функцию shm_open :
- 1 — й параметр — имя объекта.
- 2 — й параметр — битовая маска. Она подобрана так, что если объекта нет то он создается для чтения и записи. Если объект есть, то возвращается -1 .
- 3 — й параметр — режим открытия. Он определяет, кто будет иметь право доступа к объекту. Значение это 0777 в числовом выражении и предполагает доступ для всех.
Функция возвращает дескриптор созданного объекта.
Далее используется функция ftruncate , которая устанавливает размер памяти. Первым параметром идет дескриптор объекта, второй параметр — устанавливаемый размер памяти.
gcc mem4000.c -o mem4000 -lrt
Программа mem4010.c очень короткая. По имени объекта разделяемая память функция shm_unlink удаляет этот объект.
gcc mem4010.c -o mem4010 -lrt
В программе mem4020.c объект открывается, получается адрес памяти и пишется туда строка. Обращаю внимание, что у функции shm_open изменилось значение второго параметра. Это и понятно, предполагается, что объект уже создан и его нужно просто открыть, чтобы его использовать.
Функция mmap позволяет получить адрес этой памяти. Она имеет следующие параметры:
- 1-й параметр — обычно всегда 0, что означает, что система сама выбирает адрес памяти
- 2-й параметр — длина области памяти, желаемый режим защиты памяти.
- 3-й параметр. Описывает желаемый режим защиты памяти. Мы предполагаем чтение и запись.
- 4-й параметр — задает тип объекта, принадлежат ли отраженные данные только этому процессу или их могут читать другие. Мы предполагаем, что данные буду читать и другие.
- 5-й параметр — дескриптор объекта.
- 6-й параметр — смещение в разделяемой памяти, т.е. откуда будем читать или куда будем писать.
Если функция выполнилась успешно, то она возвращает адрес куда можно писать или откуда можно читать. В данном случае мы пишем в память.
Зачем смартфону NFC? Что такое NFC и как оно работает?
gcc mem4020.c -o mem4020 -lrt
Программа mem4030.c . Она очень похожа на программу mem4020.c , но читает из разделяемой памяти и сразу выводит на консоль.
gcc mem4030.c -o mem4030 -lrt
Вот и все о разделяемой памяти. Очень удобная вещь в программировании, если вы собираетесь обмениваться данными между разными процессами. В следующих статьях я еще вернусь к разделяемой памяти не много в другом аспекте.
Не забывайте подписываться на мой канал Old Programmer .
Я вижу, что вы забыли поставить ‘ЛАЙК’, не так ли?
Источник: dzen.ru
shared c run-time что это за программа
Shared C Run-time for x64 is a software component created by McAfee. This tool is designed to manage and protect computer systems by providing a solid foundation for powerful and secure applications. подробнее .
Microsoft Visual C++ 2015 Redistributable Package 14.30.30528
Microsoft — 13,9MB — Freeware —
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2015 — это программный компонент, созданный корпорацией Майкрософт. Он предоставляет пользователям необходимые компоненты среды выполнения для запуска приложений, созданных с помощью Visual … подробнее .
Microsoft Visual C++ 2010 Redistributable 12.0.30501
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2010 устанавливает компоненты среды выполнения библиотек Visual C++, необходимых для запуска приложений, разработанных с помощью Visual C++, на компьютере без установленной среды Visual C++ 2010. подробнее .
Microsoft Visual C++ 2008 Redistributable 11.0.61030.0
Microsoft — 2,6MB — Freeware —
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2008 устанавливает компоненты среды выполнения библиотек Visual C++, необходимых для запуска приложений, разработанных с помощью Visual C++, на компьютере без установленной среды Visual C++ 2008. подробнее .
Vulkan Run Time Libraries 1.0.54.1
Vulkan Run Time Libraries от LunarG, Inc. — это инструмент программирования, часто используемый разработчиками для создания высокопроизводительных графических и вычислительных приложений. подробнее .
CCleaner 6.12.10490
Piriform Ltd. — 30MB — Freeware —
CCleaner это бесплатная система оптимизации, конфиденциальность и очистки инструмента. CCleaner является номер один инструмент для очистки ПК Windows. подробнее .
Dev-C++ 6.30
Dev-C++ — полнофункциональный комплексной разработки среды (IDE) для языка программирования C/C++. подробнее .
Microsoft Visual C++ 2012 Redistributable 14.34.31931
Microsoft — Commercial —
Microsoft Visual C++ 2012 Redistributable is a package developed by Microsoft that contains runtime components of Visual C++ Libraries required to run applications developed with Visual C++ 2012 on a computer that does not have Visual … подробнее .
Microsoft Update Health Tools 4.66
Microsoft Corporation — 13,5MB — Shareware —
Используйте приложение PC Health Check, чтобы узнать, соответствует ли ваш текущий компьютер требованиям для запуска Windows 11. Если это так, вы можете получить бесплатное обновление, когда он выкатывается. подробнее .
UpdateStar Premium Edition 14.0.1933
UpdateStar — 8,2MB — Commercial —
UpdateStar является программа, которая позволяет вам оставаться в курсе всех ваших личных программного обеспечения, вы используете на вашем компьютере. подробнее .
Результаты поиска
shared c run-time что это за программа
Описания содержат
shared c run-time что это за программа
Microsoft Visual C++ 2015 Redistributable Package 14.30.30528
Microsoft — 13,9MB — Freeware —
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2015 — это программный компонент, созданный корпорацией Майкрософт. Он предоставляет пользователям необходимые компоненты среды выполнения для запуска приложений, созданных с помощью Visual … подробнее .
Microsoft Visual C++ 2010 Redistributable 12.0.30501
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2010 устанавливает компоненты среды выполнения библиотек Visual C++, необходимых для запуска приложений, разработанных с помощью Visual C++, на компьютере без установленной среды Visual C++ 2010. подробнее .
Microsoft Update Health Tools 4.66
Microsoft Corporation — 13,5MB — Shareware —
Используйте приложение PC Health Check, чтобы узнать, соответствует ли ваш текущий компьютер требованиям для запуска Windows 11. Если это так, вы можете получить бесплатное обновление, когда он выкатывается. подробнее .
UpdateStar Premium Edition 14.0.1933
UpdateStar — 8,2MB — Commercial —
UpdateStar является программа, которая позволяет вам оставаться в курсе всех ваших личных программного обеспечения, вы используете на вашем компьютере. подробнее .
Microsoft Visual C++ 2008 Redistributable 11.0.61030.0
Microsoft — 2,6MB — Freeware —
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2008 устанавливает компоненты среды выполнения библиотек Visual C++, необходимых для запуска приложений, разработанных с помощью Visual C++, на компьютере без установленной среды Visual C++ 2008. подробнее .
WinRAR 6.21.0
win.rar GmbH — 3,4MB — Shareware —
OCB 2.16 — это новая версия популярной оболочки для архиватора WinRAR. Программа специально предназначена для быстрого и удобного создания резервных копий документов. подробнее .
Java Update 8.0.3610.9
Oracle — 2MB — Freeware —
Среды выполнения Java SE содержит виртуальную машину Javaбиблиотеки классов среды выполнения и запуска приложений Java, которыенеобходимые для запуска программ, написанных на языке программирования Java.Это не среде разработки и не … подробнее .
CCleaner 6.12.10490
Piriform Ltd. — 30MB — Freeware —
CCleaner это бесплатная система оптимизации, конфиденциальность и очистки инструмента. CCleaner является номер один инструмент для очистки ПК Windows. подробнее .
Microsoft Silverlight 5.1.50918.0
Microsoft — 12,5MB — Freeware —
Silverlight — по существу, это не более, чем Microsoft видение кроссбраузерный, кроссплатформенный подключаемый модуль источника опыта богатых онлайн пользователей и выбить вспышки от ее текущей доминирующей позиции на рынке. подробнее .
Microsoft .NET Framework 6.0.11
Microsoft — 1,4MB — Freeware —
.NET Framework 4.5 представляет собой выполняемое на месте обновление версии .NET Framework 4, отличающееся высокой степенью совместимости4. подробнее .
Дополнительные заголовки, содержащие
shared c run-time что это за программа
Microsoft Visual C++ 2015 Redistributable Package 14.30.30528
Microsoft — 13,9MB — Freeware —
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2015 — это программный компонент, созданный корпорацией Майкрософт. Он предоставляет пользователям необходимые компоненты среды выполнения для запуска приложений, созданных с помощью Visual … подробнее .
Microsoft Visual C++ 2010 Redistributable 12.0.30501
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2010 устанавливает компоненты среды выполнения библиотек Visual C++, необходимых для запуска приложений, разработанных с помощью Visual C++, на компьютере без установленной среды Visual C++ 2010. подробнее .
Microsoft Visual C++ 2008 Redistributable 11.0.61030.0
Microsoft — 2,6MB — Freeware —
Распространяемый пакет Microsoft Visual C++ 2008 устанавливает компоненты среды выполнения библиотек Visual C++, необходимых для запуска приложений, разработанных с помощью Visual C++, на компьютере без установленной среды Visual C++ 2008. подробнее .
Vulkan Run Time Libraries 1.0.54.1
Vulkan Run Time Libraries от LunarG, Inc. — это инструмент программирования, часто используемый разработчиками для создания высокопроизводительных графических и вычислительных приложений. подробнее .
Shared C Run-time for x64
Shared C Run-time for x64 is a software component created by McAfee. This tool is designed to manage and protect computer systems by providing a solid foundation for powerful and secure applications. подробнее .
Источник: www.updatestar.com
Shared c что это за программа
- Статическая связана с использованием спецификаторов static и extern . Объекты со статической storage duration создаются при запуске программы и удаляются при её завершении.
- Storage duration потока устанавливается спецификатором thread_local . Имеющие эту storage duration объекты создаются при старте потока и удаляются при его завершении.
- Динамическая storage duration неразрывно связана с использованием ключевых слов new и delete .
Листинг 2
X* ptr = nullptr; //Указатель, не указывающий ни на что < X* ptr2 = new X(); //Размещение объекта класса X в памяти (также известной как динамическая память, зачастую реализованной в виде кучи). ptr2 — указатель на этот объект ptr = ptr2; //ptr указывает на тот же объект >//Указатель ptr2 выходит из области видимости и уничтожается, но объект, на который он указывает, остаётся в памяти delete ptr; //Происходит вызов деструктора, а после этого объект, на который указывает ptr, удаляется из памяти
Можно сказать, что в случае с автоматической storage duration память освобождается автоматически, а в случае с динамической – вручную. Почему же тогда не использовать всегда автоматическую память?
- Чтобы использовать стек, необходимо заранее на этапе компиляции знать, как много памяти понадобится, а это известно не всегда.
- Иногда надо, чтобы объект оставался в памяти и после выхода из области видимости в которой был создан, а в случае размещения объекта на стеке это невозможно.
Чтобы обойти эти ограничения, необходимо использовать динамическую память про использование которой мы и будем сегодня говорить.
Что такое умные указатели и зачем они нужны?
Используем динамическую память, отлично. Теперь объекты могут покидать область видимости, где были созданы, и иметь определяемый во время выполнения размер – жизнь стала налаживаться и жаловаться как будто не на что.
Предлагаем взглянуть на следующий фрагмент кода:
Примечание
Все умные указатели доступны через включение соответствующего хедера ( #include ). Для краткости во фрагментах кода внутри статьи это было опущено.
X* ptr = new X(); if (func()) < func2(); return; >delete ptr;
На первый взгляд, здесь всё хорошо, но есть нюансы:
- Если func() выбросит исключение, то управление не дойдёт до delete и память не освободится.
- Если func() вернёт true, то после выполнения func2() управление покинет функцию, но память не освободится, т.к. автор кода забыл добавить delete внутрь условия.
- Если бы автор забыл delete также в 6-й строке, память тоже не освободилась бы.
Тут C++ программисты решили, что с них хватит, и придумали правило, заключающееся в том, чтобы никогда не использовать new/delete . Как – увидим ниже.
Помимо проблем непосредственно с new/delete , существует проблема и с простыми указателями. Она заключается в сложности разделения указателей, которые владеют объектом (owning pointer), а значит, и ответственны за вызов new/delete , и указателей, которые используют объект (non owning pointer).
При использование простых указателей (также известных как raw pointers) невозможно без дополнительных комментариев или дополнительного изучения кода определить, какой указатель объектом владеет, а какой – только использует. Взгляните на следующую декларацию:
int* func();
Главная проблема здесь, что тому, кто будет вызывать функцию, совершенно неясно, должен он вызвать delete для возвращаемого указателя или за это ответственен код где-то в другой части программы. Иначе говоря, здесь не видно, является указатель владеющим или использующим.
Все вышеназванные проблемы изящно решаются умными указателями. Умные указатели в C++ – это не что-то магическое, встроенное в синтаксис языка, а не более чем набор классов из стандартной библиотеки. Разберёмся с ними один за одним.
std::unique_ptr
Первым умным указателем, с которым мы познакомимся, будет std::unique_ptr [3]. Он ссылается на объект в динамической памяти и при выходе из области видимости уничтожает хранимый объект. Взглянем на пример кода ниже:
< std::unique_ptrptr(new X()); //Объект класса X создан в динамической памяти > //Здесь указатель ptr покидает свою область видимости и уничтожается, но перед этим удаляет из памяти объект, на который указывает
Когда std::unique_ptr выходит из области видимости, утечки памяти не происходит, потому что в своем деструкторе умный указатель вызывает delete для объекта на который ссылается, высвобождая тем самым память.
Важно понять, что внутри умные указатели всё равно используют new/delete , они лишь позволяют программисту не делать этого и, как следствие, защищают его от ошибок.
От проблем с внезапными исключениями использующих умные указатели (в частности std::unique_ptr ) программистов защищает развёртывание стека (stack-unwinding [4]).
Подробное рассмотрение этого механизма С++ выходит за рамки статьи, но главное, что нужно знать о нём – если на стеке был создан объект, а после этого было выброшено исключение, C++ гарантированно вызовет деструктор для этого объекта. Это значит, что если мы обновим код в листинге 3 так, чтобы он использовал умные указатели, то избавимся от всех трёх вышеназванных проблем:
std::unique_ptr ptr(new X()); if (func())
Теперь программисту не надо ставить delete , а в случае, если одна из функций выбросит исключение, развёртывание стека защитит нас от утечки памяти.
И всё бы хорошо, но мы по-прежнему используем new . Чтобы правило никогда не использовать new/delete соблюдалось, была придумана функция std::make_unique [5], которая позволяет создавать std::unique_ptr , но с несколькими дополнительными фичами:
- Теперь правило никогда не использовать new/delete может быть полностью соблюдено.
- std::make_unique позволяет не писать имя класса дважды:
auto ptr = std::make_unique();
- std::make_unique решает проблему неопределённого порядка вычисления аргументов ( unspecified evaluation order ). Рассмотрим следующий фрагмент кода:
void func(std::unique_ptr a, std::unique_ptr b) <> int main() < func(std::unique_ptr(new A()), std::unique_ptr(new B())); >
Здесь возможен следующий порядок вычисления аргументов:
- new A()
- new B()
- std::unique_ptr(. )
- std::unique_ptr(. )
Если при вызове new B() произойдет исключение, занятая при вызове new A() память не освободится, потому что умный указатель для этого объекта ещё не был создан, а delete никто вызывать и не собирался. Использование std::make_unique решает подобные проблемы.
std::unique_ptr используется тогда, когда объект должен иметь только одного владельца, однако мы можем передать право на владение кому-то другому. Чтобы это сделать, необходимо использовать std::move [6]. Рассмотрим код:
void func(std::unique_ptr a) <> int main() < auto a = std::make_unique(); func(a); //Не скомпилируется, std::unique_ptr нельзя копировать, потому что иначе у объекта было бы несколько владельцев func(std::move(a)); //Владение объектом передано в func, main больше не владеет объектом, на выходе из func объект будет уничтожен >
Раз std::unique_ptr нельзя копировать, становится непонятно, как разрешить кому-то использовать указываемый объект, не передавая ему право на владение. Очень просто: нужно всего лишь использовать простой указатель на созданный объект, который можно получить с помощью метода get() , как в листинге 10. Однако будьте внимательны: не допускайте ситуации, когда std::unique_ptr вместе с хранимым объектом были уничтожены, но где-то по-прежнему находится простой указатель указывающий на невалидную (уже) область памяти.
Делайте так, чтобы простые non owning указатели переставали существовать до того, как перестанет существовать объект, на который они указывают.
Листинг 10
void func(X* a) <> int main() < auto a = std::make_unique(); func(a.get()); >
Когда в коде используются простые указатели и умные, сразу становится понятно, где указатель владеет объектом, а где – только использует.
std::experimental::observer_ptr
На самом деле в коде с умными указателями не все простые указатели только используют объекты – некоторые из них могут ими владеть. Чтобы полностью отделить non owning, полученные через get() простые указатели от любых других простых указателей, был придуман std::experimental::observer_ptr [7], но на данный момент он ещё не вошёл в стандарт.
std::unique_ptr – это умный указатель, о котором вы должны подумать в первую очередь, когда решите разместить что-нибудь в динамической памяти. Это ваш умный указатель по умолчанию.
std::shared_ptr и std::weak_ptr
std::unique_ptr и правда хорош, но он не поможет в ситуации, когда мы хотим, чтобы несколько объектов работали с одним общим ресурсом и чтобы в момент, когда все эти объекты были выгружены из памяти, за ненадобностью автоматически выгрузился бы и ресурс.
В такой ситуации необходимо использовать std::shared_ptr [8]. Этот умный указатель разрешает объекту иметь несколько владельцев, а когда все владельцы уничтожаются, уничтожается и объект. Такое поведение достигается за счёт наличия специального счётчика ссылок внутри std::shared_ptr . Каждый раз, когда такой указатель копируется, счётчик инкрементируется, а когда один из указателей уничтожается – декрементируется. В момент, когда счётчик достигает нуля, объект уничтожается. Посмотрим на код:
< std::shared_ptrptr = std::make_shared(); //Создаётся объект < std::shared_ptrptr2 = ptr; //Теперь у объекта два владельца, выраженных в виде ptr и ptr2 > //ptr2 выходит из области видимости, но объект не освобождается, потому что есть ptr, который по-прежнему ссылается на него > //ptr выходит из области видимости, и объект уничтожается
std::make_shared является аналогом std::make_unique для std::shared_ptr .
Существуют ситуации, когда объект A должен ссылаться на B, а B – на A. Это называется циклической ссылкой (cyclic reference/circular dependency). В таком случае оба объекта никогда не будут выгружены из памяти.
Чтобы разорвать цикличность, необходимо использовать std::weak_ptr [9]. Это фактически умный указатель non owning, предназначенный для использования именно с std::shared_ptr . Копирование std::weak_ptr не увеличивает счётчик в std::shared_ptr , а значит и не защищает объект от уничтожения. При этом всегда имеется возможность проверить, существует ли ещё объект, на который ссылается std::weak_ptr , или нет. Внимание на код:
class Owner < public: std::shared_ptrowningPtr; Owner() < owningPtr = std::make_shared(); > >; class User < std::weak_ptrusingPtr; public: User(std::weak_ptr object) < usingPtr = object; >void use() < if (std::shared_ptrobject = usingPtr.lock()) < //Попытка получить оригинальный std::shared_ptr из std::weak_ptr, если возвращён пустой std::shared_ptr, значит, объект уже был удалён object->func(); > else < //Объект уже удалён >> >; int main()
Вообще говоря, std::weak_ptr необходимо использовать всегда, когда надо ссылаться на управляемый std::shared_ptr объект, но не защищать его от уничтожения.
std::auto_ptr
Существует одно самое главное правило использования std::auto_ptr [10]: никогда не использовать std::auto_ptr . Этот умный указатель был помечен как устаревший в C++ 11, а в C++ 17 был полностью удалён из стандарта языка.
Выводы
Каждый программист на C++ должен уметь использовать умные указатели. Умные указатели – это ваш способ управления динамической памятью по умолчанию. std::unique_ptr – это ваш умный указатель по умолчанию. Использование умных указателей не противоречит использованию простых указателей, в случае, если последние используют объекты, а не владеют ими. std::auto_ptr – зло.
Источники
- https://en.cppreference.com/w/cpp/language/storage_duration
- https://en.cppreference.com/w/cpp/language/scope
- https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr
- https://en.cppreference.com/w/cpp/language/throw
- https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/unique_ptr/make_unique
- https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/move
- https://en.cppreference.com/w/cpp/experimental/observer_ptr
- https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/shared_ptr
- https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/auto_ptr
- https://en.cppreference.com/w/cpp/memory/weak_ptr
Источник: proglib.io