在c++应用程序中安全地增长内存映射文件

Safely growing a memory mapped file in C++ application

本文关键字:内存 映射 文件 c++ 应用程序 安全      更新时间:2023-10-16

我有一个古老的c++应用程序,最初是在Visual c++ 6.0中构建的,它使用一个非常复杂的共享内存DLL在大约8个exe和DLL之间共享数据,这些DLL都有一个值池,可以用一个或两个字典替换,其中字符串为键,记录为值。该应用程序是多线程和多进程的。有三个主可执行程序对共享内存区域进行读写,其中一些可执行程序有3个或更多的线程对这个池内存区域进行读写或"排队"信息。大约几百个地方,__try__except的结构化异常处理(SEH)被用来过滤异常,并试图通过调整共享内存的大小来处理访问违规,这些共享内存由一个叫做CGMMF的类管理,这意味着可增长的内存映射文件。

这里显示了最重要的细节,因为我找不到任何关于使用中的技术的文档来源,或者它的安全性和适用性。通过实验,我发现这个库在1998年的单核系统上运行得不是很好,它在运行windows XP的单核虚拟机上运行得很好,并且它在2013年的现代2+ ghz多核windows 7 64位系统上根本不起作用。我在试着修理或更换它。

#define ResAddrSpace(pvAddress, dwSize)  
   (m_hFileMapRes = CreateFileMapping(HFILE_PAGEFILE, &m_SecAttr,             
      PAGE_READWRITE| SEC_RESERVE, 0, dwSize, m_szRegionName),                    
   (m_hFileMapRes == NULL) ? NULL :                                     
      MapViewOfFileEx(m_hFileMapRes, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, dwSize, 0))

void CGmmf::Create(void)
{
    DWORD dwMaxRgnSize;
    if (Gsinf.dwAllocationGranularity == 0) 
    {
        GetSystemInfo(&Gsinf);
    }
    m_dwFileSizeMax = RoundUp(m_dwFileSizeMax, Gsinf.dwAllocationGranularity);
    m_dwFileGrowInc = RoundUp(m_dwFileGrowInc, Gsinf.dwAllocationGranularity);
    dwMaxRgnSize = m_dwFileSizeMax + m_dwOverrunBuf;
    m_pbFile = (PBYTE)ResAddrSpace(NULL, dwMaxRgnSize);
        Adjust(m_dwFileSizeNow);
}
void CGmmf::Adjust(IN DWORD dwDiskFileNow) 
{
    int nThreadPriority;
    __try 
    {
        //
        // Boost our thread's priority so that another thread is 
        // less likely to use the same address space while 
        //  we're changing it.
        //
        nThreadPriority = GetThreadPriority(GetCurrentThread());
        SetThreadPriority(GetCurrentThread(), THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL);
        //
        // Restore the contents with the properly adjusted lengths
        //
        Construct(dwDiskFileNow);
    }
    __finally 
    {       
        //
        // Make sure that we always restore our priority class and thread 
        // priority so that we do not continue to adversely affect other 
        // threads in the system.
        //
        SetThreadPriority(GetCurrentThread(), nThreadPriority);
    }
}

void CGmmf::Construct(IN DWORD dwDiskFileNow) 
{
    DWORD dwDiskFileNew = RoundUp(dwDiskFileNow, m_dwFileGrowInc),
          dwStatus = ERROR_SUCCESS;
    PBYTE pbTemp;
    if (dwDiskFileNew > 0) 
    {
        //
        // Grow the MMF by creating a new file-mapping object.
        //
            // use VirtualAlloc() here to commit
        // the requested memory: VirtualAlloc will not fail
        // even if the memory block is already committed:
        pbTemp = (PBYTE)VirtualAlloc(m_pbFile,dwDiskFileNew,MEM_COMMIT,PAGE_READWRITE);
        if(NULL == pbTemp)
        {
            LogError(GetLastError(), MEM_CREATE_MMF, m_szRegionName);
            // 
            //  File-mapping could not be created, the disk is 
            //  probably full.
            //
            RaiseException(EXCEPTION_GMMF_DISKFULL, 
                           EXCEPTION_NONCONTINUABLE, 
                           0, 
                           NULL);
        }
        // 
        //  Check to see if our region has been corrupted 
        //  by another thread.
        //
        if (pbTemp != m_pbFile)
        {
            RaiseException(EXCEPTION_GMMF_CORRUPTEDRGN, 
                           EXCEPTION_NONCONTINUABLE, 
                           0, 
                           NULL);
        }
    }
}

到目前为止,我替换它的选项包括尝试用DCOM(进程COM外)和COM(进程COM内)替换所有共享内存,适当地替换到内存映射文件的地方,并手动防止并发问题,使用同步/互斥/临界区或其他线程安全的结构。

我想知道是否已经有一些线程安全的内存字典类型,我可以替换所有这些。即使在上面的代码片段中(不到这个古老的visual c++ -6共享内存库代码的1%),也有一些东西让我不寒而栗。例如,提高线程优先级作为避免死锁、竞争条件和一般损坏的策略。也许这曾经使这段代码在33兆赫的80486 CPU上停止崩溃。不寒而栗。

我在Visual c++ 6.0中构建和运行代码,它的一个分支也在Visual c++ 2008中运行,我可能会在Visual c++ 2010中运行它。我可以使用什么来提供字典语义、跨进程共享内存,并且稳定可靠?

Update这里的"字典"是指Python中已知的字典数据类型,在某些地方也称为"键/值存储",而在其他地方(如c++标准库),它被称为std::map。这里是讨论这个问题的Boost文档

听起来你应该看看Boost Interprocess。您可以使用它在共享内存中拥有类似std::map的对象等等。我上次使用它已经有好几年了,所以不能讲太多细节,但是库文档很好,有大量的例子,应该可以让你在30分钟内上手。