一、需求背景

1、最近項目要求高頻次地讀寫數據，數據量也不是很大，多表總共加起來在百萬條上下。

單表最大的也在25萬左右，歷史數據表因為不涉及所以不用考慮，

難點在于這個規模的熱點數據，變化非常頻繁。

數據來源于一些檢測設備的采集數據，一些大表，有可能在極短時間內（如幾秒鐘）可能大部分都會變化，

而且主程序也有一些后臺服務需要不斷輪詢、讀寫某種類型的設備，所以要求信息交互時間盡可能短。

2、之前的解決方案是把所有熱點數據，統一加載到共享內存里邊，到也能夠支撐的住（毫秒級的），但是由于系統架構升級，之前的程序（20年前的）不能兼容。

只能重新寫一個，最先想到的是用redis，當時把所有api重寫完成后，測試發現效率不行，是的，你沒有看錯，redis也是有使用范圍的。

3、redis讀寫非常快，但是對于大批量讀寫操作我覺得支持不夠，雖然redis支持批量讀寫，但是效率還是不夠快，

對于字符串（string）類型的批量讀寫，我測試過；效率比較好的在每批次200 至 250條之間，處理20萬條數據耗時5秒左右, (pc機，8g，4核)

而對于有序集合（sorted set）類型，批量寫的操作用起來非常別扭，而且沒有修改api（如有其他方式請指教），我測試過，效率沒string類型那么高

其他類型不適合我的業務場景，就沒考慮使用了

4、所以項目組最后決定還是用回共享內存，先決定在.net環境下使用c#的共享內存，這個功能可能使用的人不多，其實在.net4.0版本就已經集成進來了

在system.io.memorymappedfile命名空間下。這個類庫讓人很無語，因為里邊能用的只有write、read這2種方法，而且只是針對字節的操作，

需要非常多的類型轉換，非常麻煩！想想，只能以字節為單位去構建一個需要存放百萬級數據的內存數據庫，得多麻煩？

需要手動搞定索引功能，因為要支持各種查詢，最后花了一天的時間寫完demo，最后測試后發現效率并沒有很大提高，因為當時加了互斥量測試，

但是離毫秒級差得遠。這個技術點有興趣的可以了解下，園子里有，如：https://www.cnblogs.com/zeroone/archive/2012/04/18/2454776.html

二、沒錯，第一節寫的太多了

1、最后分析，這應該是c#語言的瓶頸，c#對于這種騷操作是不那么成熟的。

2、最后瞄來瞄去，決定使用vc開發一個dll，在里邊封裝對內存數據的讀寫功能，然后c#調用

3、本人的c、c++不那么熟、參考了一些實例，比如園子里的：http://www.cnblogs.com/cwbcwb505/archive/2008/12/08/1350505.html

4、是的，你沒有看錯，2008年的，我還看到一篇更早的，看來底層開發c、c++那么經久不衰不是沒有道理的，很多技術現在都在用

5、看看什么是共享內存

三、開始寫代碼了

1、首先建2個控制臺項目，支持mfc，

2、先這樣：一個負責創建共享內存，初始化數據

3、再這樣：一個讀寫數據測試，最后修改

4、最后修改下圖片細節，測試一下，看看效果

5、完成了，see, 是不是很簡單呀？都會了嗎？

四、真的要貼代碼了

1、先定義個枚舉返回狀態

typedef enum
{
  success = 0,
  alreadyexists = 1,
  error = 2,
  oversize = 3
}enummemory;

2、再定義個結構體用來測試

typedef struct
{
  int        tagid;
  char    tagname[32];
  int        area;
  double    engval;
  double    updatetime;
  double    rawmax;
  double    rawmin;
  double    rawval;
  char    name[50];
  char    al;
  double    astime;
  char    maskstate;
  double    amtime;
  char    cf;
  char    tdf;
  char    alarmcode[32];
}teng;

3、開始創建共享內存

int create(uint size)
  {
      // data
      handle filemap = createfilemapping(invalid_handle_value, null, page_readwrite, 0, size, “name”);

      if (filemap == null || filemap == invalid_handle_value)
          return error;

      if (getlasterror() == error_already_exists)
          return alreadyexists;

      // init
      void *mapview = mapviewoffile(filemap, file_map_write, 0, 0, size);

      if (mapview == null)
          return error;
      else
          memset(mapview, 0, size);

      return success;
  }

4、再開始寫數據

int write(void *pdate, uint nsize, uint offset)
  {
      // open
      handle filemap = openfilemapping(file_map_write, false, “name”);

      if (filemap == null)
          return error;

      // hander
      void *mapview = mapviewoffile(filemap, file_map_write, 0, 0, nsize);

      if (mapview == null)
          return error;
      else
          writedataptr = mapview;

      // write
      memcpy(mapview, pdate, nsize);

      unmapviewoffile(pmapview);
      return success;
  }

5、開始讀數據

int read(void *pdata, uint nsize, uint offset)
  {
      // open
      handle filemap = openfilemapping(file_map_read, false, gettablename());

      if (filemap == null)
          return error;

      // hander
      void *pmapview = mapviewoffile(filemap, file_map_read, 0, 0, nsize);

      if (pmapview == null)
          return error;
      else
          readdataptr = pmapview;

      memcpy(pdata, (pmapview, nsize);

      unmapviewoffile(pmapview);
      return success;
  }

6、ok了，不復雜，網上都有這些資料，最后我們貼上測試程序

int _tmain(int argc, tchar* argv[], tchar* envp[])
{
  int length = 100000;
  ceng * ceng = new ceng();
  dword dwstart = gettickcount();

  for (int i = 0; i < length; i++) {
      teng eng;
      ceng->read(&eng, ceng->size, ceng->size * i);

      eng.engval = i;
      ceng->write(&eng, ceng->size, (i*ceng->size));

      if (i % 10000 == 0 || i == length - 1)
          printf("正在讀寫的eng.tagname:%s \n", eng.tagname);
  }

  printf("總條數%d,耗時:%d 毫秒 \n", length, gettickcount() - dwstart);

  // 驗證數據
  teng eng5000;
  ceng->read(&eng5000, ceng->size, ceng->size * 5000);
  printf("\n驗證數據 \n");
  printf("第5000個eng的tagid:%d, engval:%lf \n", eng5000.tagid, eng5000.engval);


  scanf_s("按任意鍵結束");
  return 0;
}

7、還有寫測試程序

int _tmain(int argc, tchar* argv[], tchar* envp[])
{
  int length = 100000;
  ceng * ceng = new ceng();
  ceng->create(ceng->size * length);

  dword dwstart = gettickcount();

  for (int i = 0; i < length; i++)
  {
      teng eng;
      memset(&eng, 0, ceng->size);

      eng.tagid = i;
      sprintf_s(eng.alarmcode, "alarmcode.%d", i);
      sprintf_s(eng.tagname, "tagname.%d", i);

      if (i % 10000 == 0 || i == length - 1)
          printf("正在寫入的eng.tagname:%s \n", eng.tagname);

      ceng->write(&eng, ceng->size, (i*ceng->size));
  }


  // print time
  printf("寫入數據完畢,總條數:%d\n", length);
  printf("初始化值共享內存區耗時:%d 毫秒 \n", gettickcount() - dwstart);


  scanf_s("按任意鍵結束");
  return 0;
}

8、當然得再貼一遍啦

五、差點忘記做成dll了

1、定義外部函數

extern "c" __declspec(dllexport) int readfromsharedmemory(teng *pdata, int nsize, int offset)
{
  return ceng->read(pdata, nsize, offset);
}

extern "c" __declspec(dllexport) int writetosharedmemory(void *pdata, int nsize, int offset)
{
  return ceng->write(pdata, nsize, offset);
}

2、好了，vc到此為止，可以去領盒飯了，c#進場

public class lib
  {
      [dllimport("consoleapplication4.dll", callingconvention = callingconvention.cdecl)]
      public static extern int readfromsharedmemory(intptr pdata, int nsize, int offset);

      [dllimport("consoleapplication4.dll", callingconvention = callingconvention.cdecl)]
      public static extern int writetosharedmemory(intptr pdata, int nsize, int offset);
  }

3、c#測試一下

static void main(string[] args)
      {
          var length = 100000;
          var starttime = datetime.now;
          var size = marshal.sizeof(typeof(teng));
          var intptrout = marshal.allochglobal(size);
          var intptrin = marshal.allochglobal(size);

          for (var i = 0; i < length; i++)
          {
              lib.readfromsharedmemory(intptrout, size, size * i);

              var eng = marshal.ptrtostructure<teng>(intptrout);
              eng.engval = i;

              marshal.structuretoptr(eng, intptrin, true);
              lib.writetosharedmemory(intptrin, size, size * i);

              if (i % 10000 == 0)
                  console.writeline("eng.tagid:{0}", eng.tagid);
          }

          console.writeline("總條數{0},耗時:{1} 毫秒", length.tostring(),
              (datetime.now - starttime).totalmilliseconds.tostring());

          // 驗證數據
          var intptr100 = marshal.allochglobal(size);
          lib.readfromsharedmemory(intptr100, size, size * 100);

          var eng100 = marshal.ptrtostructure<teng>(intptr100);

          console.writeline();
          console.writeline("驗證數據");
          console.writeline("第100個eng的tagid:{0},engval:{1}", eng100.tagid, eng100.engval);

          console.readkey();
      }