多线程、多进程同时操作MMAP，会怎么样？

今天我们来聊聊同步，假设一种场景，就是在客户端Activity中，开启多个线程同时写入mmap内存中，看看会怎样

多线程写入

private fun testMultiThreadWriteMMIPC() {
    "set data".print(getProcessName())
    val countDownLatch = CountDownLatch(2)
    Thread {
        var index = 10000
        //重复写入一万次
        repeat(10000) {
            index++
            MMIPC.setData(index.toString(), index.toString())
        }
        countDownLatch.countDown()
    }.start()
    Thread {
        var index = 20000
        //重复写入一万次
        repeat(10000) {
            index++
            MMIPC.setData(index.toString(), index.toString())
        }
        countDownLatch.countDown()
    }.start()
    //等待两个线程结束
    countDownLatch.await()
    //打印写入数据的长度
    MMIPC.getData("").length.toString().print(getProcessName())
}

输出日志

2022-07-20 22:20:46.743 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： init
2022-07-20 22:20:46.744 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: open file /data/user/0/com.zzy.mmipc/files
2022-07-20 22:20:46.744 9933-9933/com.zzy.mmipc E/MMIPC->: pid[9933]
2022-07-20 22:20:46.744 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: open m_fd[78], /data/user/0/com.zzy.mmipc/files/default_mmap.ipc
2022-07-20 22:20:46.744 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: m_fd size[0]
2022-07-20 22:20:46.744 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: getFileSize m_file_size 0, default_mmap_size 4161536
2022-07-20 22:20:46.744 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: mmap success
2022-07-20 22:20:46.845 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： set data
2022-07-20 22:20:46.913 9933-9933/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： 237004

正常长度等于20000*12 = 240000，因为setData，我会将key和value进行预处理变成如下，所以一次setData的长度是12，那么重试两万次就是 24万

string content = key + ":" + value + ",";

有什么办法可以解决该问题呢，往下看

HandlerThread

利用Looper机制，实现单线程中让所有的任务按顺序执行，直接代码验证效果，创建一个dev-looper分支，然后代码改变如下

​然后测试结果如下，这次是240000

2022-07-20 22:43:47.874 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： init
2022-07-20 22:43:47.897 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: open file /data/user/0/com.zzy.mmipc/files
2022-07-20 22:43:47.897 11336-11336/com.zzy.mmipc E/MMIPC->: pid[11336]
2022-07-20 22:43:47.897 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: open m_fd[76], /data/user/0/com.zzy.mmipc/files/default_mmap.ipc
2022-07-20 22:43:47.897 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: m_fd size[0]
2022-07-20 22:43:47.897 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: getFileSize m_file_size 0, default_mmap_size 4161536
2022-07-20 22:43:47.897 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: mmap success
2022-07-20 22:43:48.265 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： set data
2022-07-20 22:43:56.241 11336-11336/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： 240000

我们想想，这样实现有什么问题，功能没什么问题，但失去了原本用C++实现的好处，那就是跨平台能力，如果再IOS端，我们如何实现呢？接下来我们考虑用C++的方式实现对多线程写入

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互斥锁（mutex）

该锁限制同一时间只有一个线程访问数据，实现如下，下面跨进程的时候在详细了解mutex

//声明
pthread_mutex_t m_lock;
//setData函数中使用
void MMIPC::setData(const string &key, const string &value) {
    //加锁
    pthread_mutex_lock(&m_lock);
    string content = key + ":" + value + ",";
//    ALOGD("setData content=%s", content.c_str());
    size_t numberOfBytes = content.length();
    if (m_position + numberOfBytes > m_file_size) {
        auto msg = "m_position: " + to_string(m_position) + ", numberOfBytes: " +
                   to_string(numberOfBytes) +
                   ", m_file_size: " + to_string(m_file_size);
        throw out_of_range(msg);
    }
    m_position = strlen(m_ptr);
    memcpy(m_ptr + m_position, (void *) content.c_str(), numberOfBytes);
//    ALOGD("setData success m_ptr.len=%d", m_position + numberOfBytes);
    //释放锁
    pthread_mutex_unlock(&m_lock);
}

测试日志

2022-07-20 23:04:10.958 12322-12322/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: 进程：com.zzy.mmipc 日志： init
2022-07-20 23:04:10.959 12322-12322/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: open file /data/user/0/com.zzy.mmipc/files
2022-07-20 23:04:10.959 12322-12322/com.zzy.mmipc E/MMIPC->: pid[12322]
2022-07-20 23:04:10.959 12322-12322/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: open m_fd[78], /data/user/0/com.zzy.mmipc/files/default_mmap.ipc
2022-07-20 23:04:10.959 12322-12322/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: m_fd size[0]
2022-07-20 23:04:10.959 12322-12322/com.zzy.mmipc D/MMIPC->: getFileSize m_file_size 0, default_mmap_size 4161536
2022-07-20 23:04:10.959 1