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进程间的通信是我们在学习软件开发的时候需要重点掌握的技术之一，而今天我们就一起来聊聊共享内存系统在进程间通信中发挥的作用都有哪些。
采用共享内存的进程间通信，需要通信进程建立共享内存区域。通常，共享内存区域驻留在创建共享内存段的进程地址空间内。其他希望使用这个共享内存段进行通信的进程应将其附加到自己的地址空间。
回忆一下，通常操作系统试图阻止一个进程访问另一进程的内存。共享内存需要两个或更多的进程同意取消这一限制，这样它们通过在共享区域内读出或写入来交换信息。数据的类型或位置取决于这些进程，而不是受控于操作系统。另外，进程负责确保它们不向同一位置同时写入数据。
为了说明协作进程的概念，我们来看一看生产者-消费者问题，这是协作进程的通用范例。生产者进程生成信息，以供消费者进程消费。例如，编译器生成的汇编代码可供汇编程序使用，而且汇编程序又可生成目标模块以供加载程序使用。
生产者-消费者问题同时还为客户机-服务器范例提供了有用的比喻。通常，将服务器当作生产者，而将客户机当作消费者。例如，一个Web服务器生成(提供)HTML文件和图像，以供请求资源的Web客户浏览器使用(读取)。
解决生产者-消费者问题的方法之一是采用共享内存。为了允许生产者进程和消费者进程并发执行，应有一个可用的缓冲区，以被生产者填充和被消费者清空。这个缓冲区驻留在生产者进程和消费者进程的共享内存区域内。当消费者使用一项时，生产者可产生另一项。生产者和消费者必须同步，这样消费者不会试图消费一个尚未生产出来的项。
缓冲区类型可分两种：
无界缓冲区没有限制缓冲区的大小。消费者可能不得不等待新的项，但生产者总是可以产生新项。
有界缓冲区假设固定大小的缓冲区。对于这种情况，如果缓冲区空，那么消费者必须等待;并且如果缓冲区满，那么生产者必须等待。
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2025-08-07
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