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c++ - 在 C++ 中是否有符合标准的方法来执行零拷贝 IPC？

coder 2024-02-24 原文

我有一个应用程序当前从流(套接字、命名、管道、标准输入等)中读取数据到 char 缓冲区，然后使用 reinterpret_cast 指向一个Foo *(其中 Foo 是 POD)进入缓冲区的中间，然后通过该指针处理缓冲区的内容。

现在，这违反了严格的别名规则，但我怀疑它在实践中是否真的会引起问题。不过，在标准 C++ 中是否有公认的方法来执行此操作？因为我们可能会以这种方式传输数百千兆字节，并且在任何情况下都不想引入将此数据从缓冲区复制到具有 memcpy 的结构中的开销。

为了清楚起见，代码看起来像这样:

MessageData *msg = new MessageData();
while (ipc.we_have_data()) {
   ipc.read(msg);
   char *buf = msg->data();
   Header *h = reinterpret_cast<Header *>(buf);
   if (h->tag == 0) {
      Payload *p = reinterpret_cast<Payload *>(buf + sizeof(Header));
      do_stuff_with_payload(p);
   } else if (h->tag == 1) {
      // etc...
   }
}

我意识到可能存在对齐问题，但目前我不关心这些问题。数据由同一个编译器在同一个平台上生成，因此结构成员的布局不同没有问题。但是，据我了解，这在技术上违反了严格的别名规则。

有没有一种既不违反严格的别名规则又能有效做到这一点的方法？

或者我完全错了，按照这些规则就可以了？

如果是，为什么？

编辑: 一条已删除的评论指向这个 definition of the aliasing rules表示 char * 获得免费通行证。所以，我的例子实际上并没有违反严格的别名规则。有人知道标准的正确部分吗？

最佳答案

不幸的是，该标准对于处理读入字符缓冲区的结构化数据不是很友好。只有相反的情况是允许的:如果你知道你要读取一个 POD 对象，你可以构建一个并将其地址转换为 char 指针传递给任何能够用实际数据填充它的函数，然后使用它通常。

char * 提供的free pass 只允许在字节级别处理一个对象，但是严格的别名规则通常禁止决定一个 char 缓冲区实际包含一个东西。无论如何，此处较高的风险是对齐问题。

对于其余部分，完全允许编译器的特定实现忽略严格的别名规则。然后发生的事情是标准未定义的，但如果您向它传递适当的标志，则可以由编译器完美定义。然后，您的程序可能会因不同的编译器或同一编译器的不同配置而中断，因此它会出现可移植性问题，但如果有明确的记录，这可能是可以接受的——并且您确定不会出现对齐问题...

关于c++ - 在 C++ 中是否有符合标准的方法来执行零拷贝 IPC？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/44700103/

amp43codesection的c++ipctype-punning

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