docker与宿主机共享内存通信
docker中的进程要与宿主机使用共享内存通信，需要在启动容器的时候指定“--ipc=host”选项。然后再编写相应的共享内存的程序，一个跑在宿主机上，另一个跑在docker上面。
宿主机程序准备
- shm_data.h
#ifndef _SHMDATA_H_HEADER#define _SHMDATA_H_HEADER#define TEXT_SZ 2048struct shared_use_st{ int written; // 作为一个标志，非0：表示可读，0：表示可写 char text[TEXT_SZ]; // 记录写入 和 读取 的文本};#endif
- shm_slave.c
#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/shm.h>#include "shmdata.h"int main(int argc, char **argv){ void *shm = NULL; struct shared_use_st *shared = NULL; char buffer[BUFSIZ + 1]; // 用于保存输入的文本 int shmid; // 创建共享内存 shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666|IPC_CREAT); if (shmid == -1) { fprintf(stderr, "shmget failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } // 将共享内存连接到当前的进程地址空间 shm = shmat(shmid, (void *)0, 0); if (shm == (void *)-1) { fprintf(stderr, "shmat failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("Memory attched at %X\n", (int)shm); // 设置共享内存 shared = (struct shared_use_st *)shm; while (1) // 向共享内存中写数据 { // 数据还没有被读取，则等待数据被读取，不能向共享内存中写入文本 while (shared->written == 1) { sleep(1); printf("Waiting...\n"); } // 向共享内存中写入数据 printf("Enter some text: "); fgets(buffer, BUFSIZ, stdin); strncpy(shared->text, buffer, TEXT_SZ); // 写完数据，设置written使共享内存段可读 shared->written = 1; // 输入了end，退出循环（程序） if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0) { break; } } // 把共享内存从当前进程中分离 if (shmdt(shm) == -1) { fprintf(stderr, "shmdt failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } sleep(2); exit(EXIT_SUCCESS);}
- makefile
all: gcc -o shm_slave shm_slave.cclean: rm -rf shm_slave
docker镜像准备
- shm_data.h
#ifndef _SHMDATA_H_HEADER#define _SHMDATA_H_HEADER#define TEXT_SZ 2048struct shared_use_st{ int written; // 作为一个标志，非0：表示可读，0：表示可写 char text[TEXT_SZ]; // 记录写入 和 读取 的文本};#endif
- shm_master.c
#include <stddef.h>#include <sys/shm.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <string.h>#include "shmdata.h"int main(int argc, char **argv){ void *shm = NULL; struct shared_use_st *shared; // 指向shm int shmid; // 共享内存标识符 // 将内容写入到文件，可以通过查看文件确定共享内存是否成功 FILE* file = fopen("t.txt","w+"); // 创建共享内存 shmid = shmget((key_t)1234, sizeof(struct shared_use_st), 0666|IPC_CREAT); if (shmid == -1) { fprintf(stderr, "shmat failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } // 将共享内存连接到当前进程的地址空间 shm = shmat(shmid, 0, 0); if (shm == (void *)-1) { fprintf(stderr, "shmat failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\nMemory attached at %X\n", (int)shm); // 设置共享内存 shared = (struct shared_use_st*)shm; // 注意：shm有点类似通过 malloc() 获取到的内存，所以这里需要做个 类型强制转换 shared->written = 0; while (1) // 读取共享内存中的数据 { // 没有进程向内存写数据，有数据可读取 if (shared->written == 1) { printf("You wrote: %s", shared->text); fputs(shared->text,file); fflush(file); sleep(1); // 读取完数据，设置written使共享内存段可写 shared->written = 0; // 输入了 end，退出循环（程序） if (strncmp(shared->text, "end", 3) == 0) { break; } } else // 有其他进程在写数据，不能读取数据 { sleep(1); } } // 把共享内存从当前进程中分离 if (shmdt(shm) == -1) { fprintf(stderr, "shmdt failed\n"); flcose(file); exit(EXIT_FAILURE); } // 删除共享内存 if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) { fprintf(stderr, "shmctl(IPC_RMID) failed\n"); fclose(file); exit(EXIT_FAILURE); } flcose(file); exit(EXIT_SUCCESS);}
- makefile
all: gcc -o shm_master shm_master.cclean: rm -rf shm_master
- Dockerfile
FROM gcc:latestRUN mkdir /usr/src/shm_testCOPY shm_master.c shm_data.h makefile /usr/src/shm_test/WORKDIR /usr/src/shm_testRUN makeCMD ["./shm_master"]
运行
运行时需要先下载docker，获取支持c语言编译运行的基础镜像，比如ubuntu、gcc等。这里使用gcc作为基础镜像。
sudo apt install dockersudo docker pull gcc# 查看一下gcc的镜像是否拉取下来了docker images
基础镜像有了后就可以基于基础镜像构建docker容器，基于上面所写的dockerfile，构建镜像：
sudo docker build -t shm_master:v1 .# 查看镜像是否创建成功sudo docker images
镜像创建成功后就可以启动容器，启动时记得加上参数“--ipc”。
# fe9c3bd6d102是之前创建成功的镜像的idsudo docker run -d --ipc=host --name master fe9c3bd6d102
成功启动容器后可以进入到容器内部查看通信相关信息。
sudo docker exec -it master /bin/bash
运行结果如下图所示：
docker与宿主机通信时间损耗
在当前demo中，宿主机本地ipc通信时间损耗如下：
send time:1641533324779send content:testrecv time:1641533326499send time:1641533327499send content:endrecv time:1641533328779
宿主机与docker通信时间损耗如下：
send time:1641533611791send content:testrecv time:1641533614055send time:1641533615056send content:endrecv time:1641533617589
通过计算，宿主机本地ipc通信损耗为1720ms和1280ms，平均1500ms；宿主机与docker ipc通信损耗为2264ms和2533ms，平均为2398ms。从这个结果来看，宿主机与docker ipc通信损耗要稍微高一些。
reference
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