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Qt 之进程间通信（共享内存）
- C/C++
- 2021-11-11
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摘要
简述
上一节中，我们分享下如何利用Windows消息机制来进行不同进程间的通信。但是有很多局限性，比如：不能跨平台，而且必须两个进程同时存在才可以，要么进程A发了消息谁接收呢？
下面我们来分享另外一种跨平台的进行间通信的方式-Shared Memory（共享内存）。
Qt提供的基于共享内存的IPC有QSharedMemory类和QSystemSemaphore类，QSharedMemory可以访问共享内存区域，以及多线程和进程的共享内存区域。而QSystemSemaphore类用于访问系统共享资源，以实现独立进程间的通信。
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QSharedMemory
QSharedMemory读写内存时，可以使用lock()实现同步。因此，如果同步完成，必须使用unlock()为共享内存区域解锁。
QSharedMemory可以使用attach()访问共享内存。可以通过指定参数来设置共享内存的访问模式。如果使用的是QSharedMemory::ReadOnly模式，则只能通过只读模式访问共享内存。反之，使用QSharedMemory::ReadWrite模式则可以通过读写模式访问共享内存。
QSharedMemory拥有进程并提供可以返回共享内存区域指针的成员函数。在共享内存区域，成员函数constData()可以通过void类型返回进程正在使用的内存区域指针。创建共享时，QSharedMemory可以以字节为单位分配共享内存区域，还可以通过第二个参数设置函数attach()提供的模式。
QSharedMemory可以设置特定共享内存的固定键。函数setNativeKey()可以设置共享内存对象的键，该函数使用从属平台的共享内存的键进行相关设置。相反，使用函数setKey()可以设置与独立与平台的键。函数setKey()创建与平台本地键（Native Key）映射的键。
QSystemSemaphore
QSystemSemaphore可以提供普通系统的信号量。信号量使用互斥体，而互斥体只可以使用1次锁定（Block）。因此，QSemaphore类不能对有效资源使用多线程，而QSystemSemaphore类可以再多进程或多线程中实现。
QSystemSemaphore与QSemaphore类不同，可以访问多进程。这表示QSystemSemaphore是一个重量级的类。因此，使用单一线程或进程时，建议使用QSemaphore。获得资源前，成员函数acquire()始终阻塞。函数release()用于释放资源，且该函数可以设置参数。该函数的参数>1时，释放资源。
注意事项
初始化QSharedMemory时，必须指定一个唯一的标识Key，进程的Key必须保持一致。可以使用setKey来设置。
加载进内存
说明
进程A-写
分为下面几步：
- 检测该进程是否连接到共享内存段，如果连接，则将该进程与共享内存段分离。
- 从系统足够大的内存中得到一个新的共享内存段。
- 锁定该共享内存段，以阻止第二个对话框进程访问，将缓冲区中的图片复制进共享内存段。
- 将共享内存段解锁，然后第二个对话框进程就可以访问了。
实现
void Dialog::loadFromFile()
{ if (sharedMemory.isAttached())
{ // 将该进程与共享内存段分离
if (!sharedMemory.detach())
qDebug() << "Unable to detach from shared memory.";
}
QString fileName = QFileDialog::getOpenFileName(0, QString(), QString(),
tr("Images (*.png *.xpm *.jpg)"));
QImage image; if (!image.load(fileName))
{
qDebug() << "Selected file is not an image, please select another."; return;
} // 将数据加载到共享内存中
QBuffer buffer;
buffer.open(QBuffer::ReadWrite);
QDataStream out(&buffer); out << image; int size = buffer.size(); // 创建共享内存段
if (!sharedMemory.create(size))
{
qDebug() << sharedMemory.errorString() << "\n Unable to create shared memory segment."; return;
}
sharedMemory.lock(); char *to = (char*)sharedMemory.data(); const char *from = buffer.data().data();
memcpy(to, from, qMin(sharedMemory.size(), size));
sharedMemory.unlock();
}
从内存中读取
说明
进程B-读
分为下面几步：
- 将该进程与进程A创建的共享内存段绑定
- 锁定共享内存段，复制数据到缓冲区，然后写入到QImage中。
- 将共享内存段解锁，然后将该进程与共享内存段分离。
实现
void MainWindow::loadFromMemory()
{ // 将共享内存与该进程绑定
if (!sharedMemory.attach())
{
qDebug() << "Unable to attach to shared memory segment."; return;
} // 从共享内存中读取数据
QBuffer buffer;
QDataStream in(&buffer);
QImage image;
sharedMemory.lock();
buffer.setData((char*)sharedMemory.constData(), sharedMemory.size());
buffer.open(QBuffer::ReadOnly); in >> image;
sharedMemory.unlock();
sharedMemory.detach();
m_pLabel->setPixmap(QPixmap::fromImage(image));
}
更多参考