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先决条件共享内存介绍在 Win 下实现共享内存开发环境Process1CreateFileMappingMapViewOfFileUnmapViewOfFileCloseHandle
Process2OpenFileMapping
示例补充File Mapping
参考
以下均用共享内存指代 shared memory
先决条件
你应该对以下内容有一定的了解
虚拟内存进程的基本概念什么是进程间通信
共享内存介绍
共享内存是一种进程间的通信机制，并且也是最底层的一种机制（其他的通信机制还有管道，消息队列等）。
进程之间通过访问一块共享的空间，来进行数据的通信（交换）。具体来讲，就是将一份物理内存映射到不同进程各自的虚拟地址空间，这样每个进程都可以读写这片相同的物理内存。
共享内存是速度最快的一种进程间通信（IPC）方式，它直接对内存进行存取，比操作系统提供的读写系统服务更快。
由上面的描述我们发现，当多个进程对同一片空间进行读写时必然会出现同步的问题，所以一般共享内存会和信号量或者锁机制一同使用，保证数据的一致性。
在 Win 下实现共享内存
共享内存在 Win 下通过 FileMapping 技术实现，关于 FileMapping 的介绍，建议先阅读补充部分，下面我们先来通过实际的代码感受一下效果。
首先，我们假设当下只有两个进程 P1，P2，并实现以下功能。
P1 进程负责创建共享空间，写入数据。P2 进程找到这个共享空间，读取数据。最终两个进程都关闭。
开发环境
os：window 10IDE：visual studio 2015
Process1
对于 P1 来说，它只需要实现以下几个函数，就可以完成上述流程。
CreateFileMappingMapViewOfFile写入数据的函数（自定义）UnmapViewOfFileCloseHandle
【注】对于这些函数更详细的解释，大家可以通过参考部分的链接寻找。
CreateFileMapping
为指定文件创建或打开命名或未命名文件映射对象。
// CreateFileMappingA 中 A 表示 ASCII 字符集，如果你的开发环境字符集是 Unicode，则使用 W 替换 A 作为结尾
// 或者直接使用 CreateFileMapping（它已经被定义成了宏）会自动根据你的项目中的字符集选择使用 A 还是 W
HANDLE CreateFileMappingA(
[in] HANDLE hFile,
[in, optional] LPSECURITY_ATTRIBUTES lpFileMappingAttributes,
[in] DWORD flProtect,
[in] DWORD dwMaximumSizeHigh,
[in] DWORD dwMaximumSizeLow,
[in, optional] LPCSTR lpName
);
参数解释
hFile：用于创建文件映射对象的文件句柄，将磁盘上的文件映射到物理内存地址空间中。但在实现共享内存时，我们不需要去拿硬盘中的文件，所以一般这个值填 INVALID_HANDLE_VALUE，表示共享未与文件关联的内存lpFileMappingAttributes：该参数决定返回的句柄是否可以被子进程继承，如果为 NULL，则不能。flProtect：指定文件映射对象的页面保护。对象的所有映射视图都必须与此保护兼容。当取 PAGE_READWRITE 时，表示对文件映射对象有可读可写的权限。dwMaximumSizeHigh：文件映射的最大长度的高32位。dwMaximumSizeLow：文件映射的最大长度的低32位。如这个参数和dwMaximumSizeHigh都是零，就用磁盘文件的实际长度。lpName：给这个文件映射对象取一个名字。 返回值如果成功，则返回文件映射对象的句柄。如果失败则返回 NULL。
【注】[in] 表示传入的参数 【注】如果你对句柄和内核对象不太熟悉，可以阅读《Windows 核心编程》的相关章节 【注】不能映射长度为 0 的文件
MapViewOfFile
将文件映射对象映射进调用的进程的虚拟地址空间。
LPVOID MapViewOfFile(
[in] HANDLE hFileMappingObject,
[in] DWORD dwDesiredAccess,
[in] DWORD dwFileOffsetHigh,
[in] DWORD dwFileOffsetLow,
[in] SIZE_T dwNumberOfBytesToMap
);
参数解释
hFileMappingObject：填文件映射对象返回的句柄，即上面的函数或者 OpenFileMapping 的返回值。dwDesiredAccess：页面保护，用来控制接入文件映射对象的权限，其中 FILE_MAP_ALL_ACCESS 拥有读写权限。dwFileOffsetHigh：表示文件映射起始偏移的高32位。dwFileOffsetLow： 表示文件映射起始偏移的低32位。dwNumberOfBytesToMap ：文件中要映射的字节数。为 0 表示映射整个文件映射对象，注意，它的单位是字节。 返回值如果函数成功，则返回值是映射视图的起始地址。否则返回 NULL。
UnmapViewOfFile
当完成对共享内存的操作后，你应该完成对应的关闭操作，第四步与第二步是对应的，即取消文件的视图映射。
取消文件映射后，进程中该部分的地址会被释放（你可以理解成 free 操作），然后该部分的内存可以被用于其他分配。
这里还要补充以下在关闭文件映射后，修改的内容并不会被立即写入磁盘中，首先它会等所有链接到文件映射对象的文件视图都关闭掉，然后即使都关闭掉，这些内容也可能缓存在内存中，以“懒惰”的方式写入磁盘。
下面来看看 UnmapViewOfFile 这个函数
BOOL UnmapViewOfFile(
[in] LPCVOID lpBaseAddress
);
参数解析
lpBaseAddress：指向要取消映射的文件视图，这是一个指针，这个值必须是前面调用的MapViewOfFile 或者 MapViewOfFileEx 函数的返回值。
返回值
如果函数成功，则返回非零值如果函数失败，则返回零值
CloseHandle
用于关闭打开的文件句柄。
BOOL CloseHandle(
[in] HANDLE hObject
);
参数解释
hObject：有效的打开了的句柄。
Process2
P2 中的函数的顺序和 P1 中大致一样，唯一的改变是，我们通过 P2 来打开（open）一个由 P1 创建好的文件映射对象。
OpenFileMappingMapViewOfFile读取数据的函数（自定义）UnmapViewOfFileCloseHandle
OpenFileMapping
打开一个命名的文件映射对象。
HANDLE OpenFileMappingA(
[in] DWORD dwDesiredAccess,
[in] BOOL bInheritHandle,
[in] LPCSTR lpName
);
参数解释
dwDesiredAccess：访问文件映射对象的权限，我们可以取 FILE_MAP_ALL_ACCESS，即可读可写。bInheritHandle：文件句柄能否被继承，为 TRUE 时可以被继承，反之不能。lpName：要打开的文件映射对象的名字。
示例
Process1
#include "stdafx.h"
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
// 定义共享数据，在这里设置了一个 25MB 大小的数据用于模拟磁盘上的文件
long *lpBigData_A = (long *)malloc(sizeof(long) * BIG_BUF_SIZE); // 25 MB
// 填充数据内容
for (long j = 0; j < BIG_BUF_SIZE; j++)
{
lpBigData_A[j] = j;
}
// 创建共享文件句柄
HANDLE hMapFile = CreateFileMapping(
INVALID_HANDLE_VALUE, // 物理文件句柄
NULL, // 默认安全级别
PAGE_READWRITE, // 可读可写
0, // 高位文件大小
BIG_BUF_SIZE, // 低位文件大小
L"ShareMemory" // 共享内存名称
);
// 映射缓存区视图 , 得到指向文件映射视图的指针
LPVOID lpBase = MapViewOfFile(
hMapFile, // 共享内存的句柄
FILE_MAP_ALL_ACCESS, // 可读写许可
0,
0,
BIG_BUF_SIZE // 本例中，填写 BIG_BUF_SIZE 的效果等价于
// 此处填 0
);
// 将数据拷贝到共享内存
memcpy(lpBase, lpBigData_A, BIG_BUF_SIZE * 4); // BIG_BUF_SIZE 乘以 4 是因为该参数为字节数
// 而开辟的内存是 long 型，long 在 win10 下是 4 字节
// 挂起，等待其它进程读取，因为示例只演示两个进程
// 这里不挂起的话，将直接执行下面的取消映射函数，那样数据就不在了
Sleep(3000);
// 解除文件映射
UnmapViewOfFile(lpBase);
// 关闭内存映射文件对象句柄
CloseHandle(hMapFile);
// other operationi
free(lpBigData_A);
printf("A - copy finish");
system("pause");
return 0;
}
Process2
#include
#include
#include "myData.h"
using namespace std;
int main()
{
// 为读取数据设置一个坑位
long *lpBigData_B = (long *)malloc(sizeof(long) * BIG_BUF_SIZE); // 25 MB
// 打开共享的文件对象
HANDLE hMapFile = OpenFileMapping(FILE_MAP_ALL_ACCESS, NULL, L"ShareMemory");
if (hMapFile)
{
LPVOID lpBase = MapViewOfFile(hMapFile, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);
// 将共享内存数据拷贝出来
memcpy(lpBigData_B, lpBase, BIG_BUF_SIZE * 4); // BIG_BUF_SIZE 乘以 4 是因为该参数为字节数
// 而开辟的内存是 long 型，long 在 win10 下是 4 字节
// 解除文件映射
UnmapViewOfFile(lpBase);
// 关闭内存映射文件对象句柄
CloseHandle(hMapFile);
free(lpBigData_B);
lpBigData_B = NULL;
system("pause");
}
else
{
// 打开文件映射句柄失败
printf("打开文件映射句柄失败");
}
return 0;
}
【注】演示程序中用了 memcpy 函数，这个函数的第三个参数是填入字节数，是一个坑，具体参考《【学习笔记】memcpy_s 函数与坑》
补充
File Mapping
在 win 下，共享内存通过 File Mapping（以下均用文件映射指代 File Mapping）实现。我们通过一幅图来解释什么是文件映射。
【注】需要知道的是，“文件”在计算机中具有特殊的含义，这里不展开，你只需要知道，“文件”是存放在磁盘中的。
由上图可知，中间的文件映射对象（File Mapping Object），在文件（硬盘上）和进程的虚拟地址空间中建立起了一层联系。文件位于磁盘上，文件映射对象位于物理内存中，文件视图（File View）位于进程的虚拟内存中。
进程就是通过其虚拟内存中的文件视图来修改磁盘中的文件内容，而无须通过读文件，写文件的方式修改位于磁盘上的文件。
文件映射对象可以获取文件的全部或部分内容。它获取的就是磁盘上的文件的内容。当系统换出文件映射对象的页面时，对文件映射对象所做的任何更改都会写入文件。
文件视图是进程虚拟地址空间的一部分，进程通过它来访问文件的
文件视图可以包含文件映射对象的全部或部分。一个进程通过文件视图操作实际的文件的内容。一个进程可以为一个文件映射对象创建多个视图。每个进程创建的文件视图驻留在该进程的虚拟地址空间中。当进程需要文件的一部分而不是当前文件视图中的数据时，它可以取消映射当前文件视图，然后创建一个新的文件视图。
File Mapping Object 的最终清除。假设我们有 A，B，C 三个进程，A 进程向共享内存中写入数据，B，C 从共享内存中读取数据，假设 B 先读取，并在 B 的代码结束前调用 UnmapViewOfFile(lpBase); CloseHandle(hMapFile); 用来切断 B 同共享内存的连接，但是这并不会清除共享对象的内容，当 C 此时进行读取时，它依然可以正常读取内容。
在 win 中，共享内存真正“清除”是当所有与之相关的进程都切断连接，即 A，B，C 进程都执行了上述的关闭函数，此时共享内存才彻底“清除”。（关于“清除”的这一部分，可以参考《Windows 核心编程》中关于内核的章节，具体细节我记不太清楚，读者可以自行考证一下）
【注】文件映射对象位于实际的物理内存中，各个进程的虚拟地址通过文件视图来连接到这个文件映射对象，以操作这些来自磁盘的文件内容
参考
Creating Named Shared Memory：MSDNWindows 进程通信 – 共享内存（1）FIle Mapping什么是共享内存？在内存中的具体位置？shmget的具体使用原理以及其他关联函数（shmat ( )，shmdt ( )，shmctl ( )）、以及C++应用案例？mmap和shm的区别？文件映射安全与接入权限《Windows 核心编程》