共享内存在Java中的实现和应用来源: 发布时间:星期一, 2009年4月6日 浏览:0次 评论:0
1 共享内存对应应用开发
 意义对熟知UNIX系统应用开发  员来说 IPC(InterProcess Communication)机制是非常熟悉IPC基本包括共享内存、信号灯操作、消息队列、信号处理等部分是开发应用中非常重要必不可少工具 其中共享内存IPC机制关键对于数据共享、系统快速查询、动态配置、减少资源耗费等均有独到优点对应UNIX系统来说 共享内存分为 般共享内存和映像文件共享内存两种而对应 Windows实际上只有映像文件共享内存种所以java应用中也是只能创建映像文件共享内存在java语言中 基本上没有提及共享内存这个概念但是在某些应用中共享内存确实非常有用例如采用java语言分布式应用系统中存在着大量分布式共享对象很多时候需要查询这些对象状态以查看系统是否运行正常或者了解这些对象目前些统计数据和状态如果采用网络通信方式显然会增加应用额外负担也增加了些不必要应用编程而如果采用共享内存方式则可以直接通过共享内存查看对象状态数据和统计数据从而减少了些不必要麻烦共享内存 使用有如下几个特点:可以被多个进程打开访问； 读写操作 进程在执行读写操作时其他进程不能进行写操作； 多个进程可以交替对某 共享内存执行写操作； 个进程执行了内存写操作后不影响其他进程对该内存访问同时其他进程对更新后内存具有可见性 在进程执行写操作时如果异常退出 对其他进程写操作禁止应自动解除 相对共享文件 数据访问方便性和效率有 另外 共享内存使用上有如下情况:独占 写操作相应有独占写操作等待队列独占写操作本身不会发生数据致性问题 共享 写操作相应有共享写操作等待队列共享写操作则要注意防止发生数据致性问题 独占 读操作相应有共享读操作等待队列； 共享 读操作相应有共享读操作等待队列 般情况下我们只是关心第 2种情况2 共享内存在java中 实现在jdk1.4中提供 类MappedByteBuffer为我们实现共享内存提供了较好思路方法该缓冲区实际上是个磁盘文件内存映像 2者变化将保持同步即内存数据发生变化会立刻反映到磁盘文件中这样会有效保证共享内存实现将共享内存和磁盘文件建立联系 是文件通道类:FileChannel该类加入是JDK为了统对外部设备(文件、网络接口等)访问思路方法并且加强了多线程对同文件进行存取安全性例如读写操作统成read和write这里只是用它来建立共享内存用它建立了共享内存和磁盘文件的间个通道打开 个文件建立个文件通道可以用RandomAccessFile类中思路方法getChannel该思路方法将直接返回个文件通道该文件通道由于对应文件设为随机存取文件方面可以进行读写两种操作另方面使用它不会破坏映像文件内容(如果用FileOutputStream直接打开个映像文件会将该文件大小置为0当然数据会全部丢失)这里如果用 FileOutputStream和FileInputStream则不能理想实现共享内存要求 这两个类同时实现自由读写操作要困难得多下面 代码实现了如上功能它作用类似UNIX系统中mmap // 获得 个只读随机存取文件对象RandomAccessFile RAFile =  RandomAccessFile(filename,"r");// 获得相应 文件通道FileChannel fc = RAFile.getChannel  ;// 取得文件 实际大小以便映像到共享内存 size = ()fc.size;// 获得共享内存缓冲区 该共享内存只读MappedByteBuffer mapBuf = fc.map(FileChannel.MAP_RO,0,size); // 获得 个可读写随机存取文件对象RAFile = RandomAccessFile(filename,"rw");// 获得相应 文件通道fc = RAFile.getChannel ;// 取得文件 实际大小以便映像到共享内存size = ( )fc.size;// 获得共享内存缓冲区 该共享内存可读写mapBuf = fc.map(FileChannel.MAP_RW,0,size); // 获取头部消息:存取权限 mode = mapBuf.getInt ;如果多个应用映像同 文件名共享内存则意味着这多个应用共享了同内存数据这些应用对于文件可以具有同等存取权限个应用对数据刷新会更新到多个应用中为了防止多个应用同时对共享内存进行写操作 可以在该共享内存头部信息加入写操作标志该共享内存头部基本信息至少有: Length； // 共享内存长度 mode; // 该共享内存目前存取模式共享内存 头部信息是类私有信息在多个应用可以对同共享内存执行写操作时开始执行写操作和结束写操作时需 如下思路方法:public boolean StartWrite {  (mode  0) { // 标志为0则表示可写mode = 1; // 置标志为1 意味着别应用不可写该共享内存mapBuf.flip ; mapBuf.putInt(mode); // 写如共享内存 头部信息 true;}  { false; // 指明已经有应用在写该共享内存本应用不可写该共享内存} } public boolean StopWrite { mode = 0; // 释放写权限 mapBuf.flip ; mapBuf.putInt(mode); // 写入共享内存头部信息 true;} 这里提供 类文件mmap.java封装了共享内存基本接口读者可以用该类扩展成自己需要功能全面类如果执行写操作 应用异常中止那么映像文件共享内存将不再能执行写操作为了在应用异常中止后写操作禁止标志自动消除必须让运行应用获知退出应用在多线程应用中可以用同步思路方法获得这样效果但是在多进程中同步是不起作用思路方法可以采用多种窍门技巧这里只是描述可能实现:采用文件锁方式写共享内存应用在获得对个共享内存写权限时候除了判断头部信息写权限标志外还要判断个临时锁文件是否可以得到如果可以得到则即使头部信息写权限标志为1(上述)也可以启动写权限其实这已经表明写权限获得应用已经异常退出这段代码如下:// 打开 个临时文件注意同共享内存该文件名要相同可以在共享文件名后加后缀“.lock”RandomAccessFile fis = RandomAccessFile("shm.lock","rw");// 获得文件通道 FileChannel lockfc = fis.getChannel ;// 获得文件 独占锁该思路方法不产生堵塞立刻返回FileLock flock = lockfc.tryLock ;// 如果为空 则表明已经有应用占有该锁(flock null) {...// 不能执行写操作 } {...// 可以执行写操作 } 该锁会在应用异常退出后自动释放 这正是该处所需要思路方法3 共享内存在java中 应用共享内存在java应用中 经常有如下两种种应用:永久对象配置 在java服务器应用中 用户可能会在运行过程中配置些参数而这些参数需要永久有效当服务器应用重新启动后这些配置参数仍然可以对应用起作用这就可以用到该文中共享内存该共享内存中保存了服务器运行参数和些对象运行特性可以在应用启动时读入以启用以前配置参数查询共享数据 个应用(例 sys.java)是系统服务进程其系统运行状态记录在共享内存中其中运行状态可能是不断变化为了随时了解系统运行状态启动另个应用(例 mon.java)该应用查询该共享内存汇报系统运行状态可见 共享内存在java应用中还是很有用只要组织好共享内存数据结构共享内存就可以在应用开发中发挥很不错作用有关作者 郭洪锋 从事UNIX系统上分布式应用系统开发已有 4年分布式应用系统开发经验E-mail:[email protected]
TAG: Java JAVA java 应用 0
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