Qt进程间通信：QSharedMemory 使用详解
1. 什么是 QSharedMemory？
QSharedMemory 是 Qt 中用于进程间共享内存的类。它允许多个进程共享一块内存区域，从而避免数据传输时的 IO 操作，提高通信速度。通过共享内存，多个进程可以直接读写这块内存，而无需经过文件或网络传递。
QSharedMemory 的核心特点
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唯一键（Key）标识：
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每块共享内存通过唯一的键（字符串）标识。
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不同进程通过相同的键连接到共享内存。
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线程安全性：
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提供锁机制（
lock()和unlock()）以保护共享内存的读写。
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跨平台支持：
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Qt 的跨平台特性使
QSharedMemory可以在不同操作系统上无缝使用。
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2. QSharedMemory 的常用场景
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实时数据共享：
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如传感器数据、实时日志等需要在多个进程间快速传递。
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高性能需求：
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在频繁更新的大量数据（如图像处理、缓存共享）中，通过共享内存减少通信开销。
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进程间消息传递：
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两个或多个应用程序之间的简单数据交换。
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3. QSharedMemory 的工作流程
共享内存的基本使用可以分为以下几个步骤：
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创建共享内存：
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第一个进程通过
create(size)创建一块共享内存。 -
分配的大小由数据的存储需求决定。
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附加到共享内存：
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其他进程通过
attach()方法连接到已有的共享内存。
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数据读写：
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通过
lock()和unlock()保证线程安全，获取内存指针后读写数据。
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释放共享内存：
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调用
detach()断开与共享内存的连接。
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4. QSharedMemory 常用函数详解
以下是 QSharedMemory 类的常用函数及其作用：
| 函数名 | 作用 |
|---|---|
| 构造函数 | 创建 |
create(size) | 创建指定大小的共享内存，如果共享内存已存在则返回失败。 |
attach() | 附加到已有的共享内存，连接成功后可以访问内存内容。 |
detach() | 断开与共享内存的连接，并释放资源（只有最后一个进程断开时共享内存才会被销毁）。 |
lock() | 锁定共享内存，防止其他进程或线程同时访问数据（用于数据同步）。 |
unlock() | 解锁共享内存，允许其他进程访问数据。 |
data() / | 获取共享内存的指针，用于读写数据（ |
isAttached() | 检查当前进程是否已经连接到共享内存。 |
error() / | 获取最近一次操作的错误代码和描述，便于调试。 |
5. 使用示例：QSharedMemory 实现进程间通信
以下是一个完整的例子，展示如何通过 QSharedMemory 实现进程间的读写通信。
程序1：写入共享内存
程序1负责创建共享内存并向其中写入数据。
#include <QCoreApplication>
#include <QSharedMemory>
#include <QDebug>
#include <QTimer>
#include <QDateTime>
#define tc(a) QString::fromLocal8Bit(a)
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QSharedMemory sharedMemory("MySharedMemoryKey");
// 创建共享内存，大小为 1024 字节
if (!sharedMemory.create(1024)) {
qDebug() << tc("无法创建共享内存:") << sharedMemory.errorString();
return-1;
}
qDebug() << tc("共享内存已创建");
// 定时写入动态数据
QTimer timer;
QObject::connect(&timer, &QTimer::timeout, [&]() {
if (sharedMemory.lock()) {
char *to = static_cast<char *>(sharedMemory.data());
QString message = tc("程序1动态消息#") + QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
QByteArray byteArray = message.toLocal8Bit();
memcpy(to, byteArray.data(), byteArray.size() + 1); // 写入动态数据
sharedMemory.unlock();
qDebug() << tc("成功写入共享内存：") << message;
} else {
qDebug() << tc("无法锁定共享内存进行写入:") << sharedMemory.errorString();
}
});
timer.start(1000); // 每秒更新一次
return a.exec();
}
程序2：读取共享内存
程序2连接到共享内存，读取数据并解析时间戳。
#include <QCoreApplication>
#include <QSharedMemory>
#include <QDebug>
#include <QTimer>
#include <QDateTime>
#define tc(a) QString::fromLocal8Bit(a)
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QSharedMemory sharedMemory("MySharedMemoryKey");
// 连接到已有的共享内存
if (!sharedMemory.attach()) {
qDebug() << tc("无法连接到共享内存:") << sharedMemory.errorString();
return-1;
}
qDebug() << tc("成功连接到共享内存");
// 定时读取数据
QTimer timer;
QObject::connect(&timer, &QTimer::timeout, [&]() {
if (sharedMemory.lock()) {
constchar *from = static_cast<constchar *>(sharedMemory.constData());
QString data = QString::fromLocal8Bit(from);
sharedMemory.unlock();
// 解析时间戳
QString timeStampString = data.split("#").at(1);
QDateTime messageTime = QDateTime::fromString(timeStampString, "yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
// 当前时间
QDateTime currentTime = QDateTime::currentDateTime();
qDebug() << tc("从共享内存读取到的数据：") << data;
// 如果时间戳解析成功，计算时间差
if (messageTime.isValid()) {
qint64 timeDifference = messageTime.msecsTo(currentTime); // 时间差（毫秒）
qDebug() << tc("接收到的时间：") << messageTime.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
qDebug() << tc("当前时间：") << currentTime.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
qDebug() << tc("时间差（毫秒）：") << timeDifference;
} else {
qDebug() << tc("无法解析时间戳！");
}
} else {
qDebug() << tc("无法锁定共享内存进行读取:") << sharedMemory.errorString();
}
});
timer.start(1000); // 每秒读取一次
return a.exec();
}
6. 注意事项
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共享内存大小：
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创建共享内存时，指定的大小必须足够大以存储所有数据。
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锁机制：
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在操作共享内存前，必须调用
lock()进行锁定，以避免数据竞争。 -
使用完成后，必须调用
unlock()解锁。
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错误处理：
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使用
error()和errorString()检查共享内存的状态。
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进程退出：
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调用
detach()确保释放共享内存资源。
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7. 总结
QSharedMemory 是一种高效的进程间通信方式，适用于需要快速传递数据的场景。通过本文的讲解，您应该能够掌握 QSharedMemory 的核心功能及其应用。无论是共享日志、实时数据，还是跨进程消息传递，QSharedMemory 都是一个值得考虑的解决方案。