一、什么是ashmem？
ashmem（Android Shared Memory）是Android中一种实现跨进程共享内存的机制。与Unix/Linux系统中的共享内存机制类似，ashmem可以让多个进程共享同一块物理内存。ashmem最初是由Google为Android系统开发而来，现已成为在Android中广泛使用的一种内核级的进程间通信(IPC)机制。
ashmem通过在内核中为共享内存提供管理服务，在用户空间将共享内存映射为虚拟地址空间，从而实现了跨进程共享内存。使用ashmem可以避免拷贝数据，节省了时间和CPU资源，并且可以有效地降低进程间数据传输带来的内存消耗。
二、ashmem的工作原理
共享内存很容易产生竞争条件，因为多个进程可以在同一时间访问同一块共享内存。需要一种机制来监控和管理内存区域，以确保数据在进程之间的同步和有效使用。ashmem是一种在用户空间实现共享内存的机制，在内核中提供管理和跟踪共享内存的服务。
首先在进程A中，通过ashmem_create_region()函数请求内核创建一块共享内存区域，并将内存映射到该进程中，得到对应的fd（文件描述符）。这时进程A可以将任意数据写入该内存区域。
int fd = ashmem_create_region("share_mem", 1024);
void *ptr = mmap(NULL, 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
memcpy(ptr, "hello world", strlen("hello world") + 1);
进程B可以通过文件描述符fd来访问内存。它需要在自己的进程空间中创建一个虚拟地址空间，将该地址与共享内存的物理地址（在进程A中）映射起来。一旦映射成功，进程B便可以像使用本地内存一样使用共享内存，通过指针进行读写操作。相当于进程A和进程B在同一块物理内存上进行了共享。
void *ptr = mmap(NULL, 1024, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
printf("%s\n", (char *)ptr);
三、ashmem的优缺点
1. 优点：
（1）避免内存拷贝：共享内存区域是内核映射到用户空间的区域，实现了零拷贝，因此可以节省时间和CPU资源。
（2）减少内存消耗：共享内存不会创建与维护附加的缓冲区，而是直接在内存中进行操作，从而减少了主内存的使用。
（3）高效运行：共享内存是一种高效的IPC机制，因为它可以在内核级别上进行操作，跨进程共享内存的开销很小。
2. 缺点:
（1）竞争条件：虽然ashmem提供了同步机制和锁机制来处理竞争条件，但在多线程或多进程的情况下容易出现竞争条件。
（2）数据传输限制：由于共享内存区域的大小是在创建时确定的，因此在进行大型数据传输时可能会受到限制。
（3）内存管理问题：由于共享内存区域的物理内存是由内核负责管理和维护的，因此在使用过程中需要特别注意内存的使用情况，否则可能出现内存泄漏等问题。
四、使用ashmem的注意事项
（1）在使用共享内存区域之前，必须先通过ashmem_create_region()函数创建共享内存，并获取到对应的文件描述符。
（2）共享内存区域的大小是在创建时设定的，不能动态改变。
（3）由于共享内存区域是在内核中创建的，因此不能使用类似于malloc()的函数来分配内存，否则可能导致出现异常。
（4）共享内存区域在使用完毕后，必须通过ashmem_pin_region()函数将该内存区域锁定在内存中。否则在被其他进程访问时会出现段错误。
（5）在使用共享内存区域完成操作后，必须通过ashmem_unpin_region()函数将内存区域从内存中解锁，释放相关资源。
五、总结
ashmem是一种在Android中实现跨进程共享内存的高效机制，它通过将共享内存映射到用户空间，实现了进程间内存共享，避免了不必要的内存拷贝，也减少了内存消耗。但需要注意的是，在使用ashmem时需要小心竞争条件，并正确处理内存管理问题。
原创文章，作者：小蓝，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/155465.html
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