一、前言
本篇主要实验通过使用共享内存实现C#端代码和python端代码之间的通信，主要目的是相较于直接传输较大的数据（例如图像数据），该方式更节省时间。
二、代码
C#端：
创建了一个大小为1的共享内存，名为flag1，存放一个byte变量，初始写入0
创建了一个大小为1的共享内存，名为done，存放一个byte变量，初始写入1
创建了一个大小为1024 * 16的共享内存，名为result，存放一个string变量，初始写入""
之后读取图像，并创建和写入至一个大小为960*640*4的共享内存，名为cam1，存放一个byte[]变量 , 然后 flag1 写入1，循环读取done内存，若为1，则将result 内存读取出为string 并显示textBox1
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Drawing.Imaging;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace testShareMemory
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void test_0()
{
// 读取图片
string imagePath = "E:/cshape_test/testShareMemory/001.png";
Bitmap bitmap = new Bitmap(imagePath);
// 确保图片大小为960x640
if (bitmap.Width != 960 || bitmap.Height != 640)
{
Console.WriteLine("图片尺寸不符合要求，必须为960x640");
return;
}
MemoryMappedFile mmfCam1 = MemoryMappedFile.CreateOrOpen("cam1", bitmap.Width * bitmap.Height * 4);
MemoryMappedViewAccessor accessor = mmfCam1.CreateViewAccessor();
BitmapData bitmapData = bitmap.LockBits(new Rectangle(0, 0, bitmap.Width, bitmap.Height), ImageLockMode.ReadOnly, PixelFormat.Format32bppArgb);
byte[] buffer = new byte[bitmapData.Stride * bitmapData.Height];
Marshal.Copy(bitmapData.Scan0, buffer, 0, buffer.Length);
accessor.WriteArray(0, buffer, 0, buffer.Length);
bitmap.UnlockBits(bitmapData);
// 创建共享内存 flag , 并写入1
var flagMMF = MemoryMappedFile.CreateOrOpen("flag1", 1);
var flagAccessor = flagMMF.CreateViewAccessor();
byte flagToWrite = 1;
flagAccessor.Write(0, flagToWrite);
//创建共享内存 done , 并写入0
var doneMMF = MemoryMappedFile.CreateOrOpen("done", 1);
var doneAccessor = doneMMF.CreateViewAccessor();
byte doneToWrite = 0;
doneAccessor.Write(0, doneToWrite);
//创建共享内存 result , 并写入""
int res_lens = 1024 * 32;
MemoryMappedFile mmfResult = MemoryMappedFile.CreateOrOpen("result", res_lens);
MemoryMappedViewAccessor resAccessor = mmfResult.CreateViewAccessor();
byte[] strBytes = Encoding.UTF8.GetBytes("");
//resAccessor.Write(0, strBytes.Length); // 首先写入字符串长度
resAccessor.WriteArray(0, strBytes, 0, strBytes.Length); // 然后写入字符串字节内容
// 循环间隔1秒，读取共享内存
bool done = false;
int search_times = 0;
while (!done)
{
byte doneValue = doneAccessor.ReadByte(0);
byte flagValue = flagAccessor.ReadByte(0);
if (doneValue == 1 && flagValue == 2)
{
// 读取共享内存"result"
string result;
// 读取字符串长度（前4个字节）
int length = resAccessor.ReadInt32(0);
// 创建字节数组来存储字符串数据
byte[] buffer_str = new byte[length];
// 从共享内存读取字符串数据
resAccessor.ReadArray(4, buffer_str, 0, length);
// 将字节数组转换为字符串
string resultString = Encoding.UTF8.GetString(buffer_str);
textBox1.Text = "查询到的结果为: " + resultString;
done = true; // 设置标志，退出循环
}
else
{
// 等待一段时间再继续轮询
System.Threading.Thread.Sleep(1000); // 等待1秒
search_times++;
if (search_times > 100)
{
//Console.WriteLine("查询超时！" );
textBox1.Text = "查询超时！";
break;
}
}
}
}
private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
test_0();
}
}
}
python端：
循环读取flag1共享内存，若为1，则读取cam1数据，还原为图像数据，将2写入flag1，并将json字符串data写入result内存区，将1写入done，显示图像数据
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Tue Feb 27 17:10:01 2024
@author: WIN10
"""
import os , cv2
import numpy as np
from multiprocessing import shared_memory
import time
import struct
import json
# 创建/打开共享内存
def create_or_open_shared_memory(name, size):
try:
shm = shared_memory.SharedMemory(create=False, name=name)
except FileNotFoundError:
shm = shared_memory.SharedMemory(create=True, name=name, size=size)
return shm
def main():
flag_name = "flag1"
cam1_name = "cam1"
done_name = "done"
# 图像大小
width, height, channels = 960, 640, 4
image_size = width * height * channels
flag_shm = create_or_open_shared_memory(flag_name, size=1) # 1个字节，用 uint8
flag_array = np.ndarray((1,), dtype= np.uint8 , buffer=flag_shm.buf)
done_shm = create_or_open_shared_memory(done_name, size=1)
done_array = np.ndarray((1,), dtype=np.uint8, buffer=done_shm.buf)
# 初始化 cam1 共享内存
cam1_shm = create_or_open_shared_memory(cam1_name, size=image_size)
cam1_array = np.ndarray((height, width, channels), dtype=np.uint8, buffer=cam1_shm.buf)
res_shm = create_or_open_shared_memory("result", size= 1024*16 )
while True:
if flag_array[0] == 1:
# 读取图像数据
image_rgba = np.copy(cam1_array)
img = cv2.cvtColor(image_rgba, cv2.COLOR_RGBA2RGB) #C#端的bitmap传过来的是4通道的，应该转为3通道
# 将 2 写入 flag
flag_array[0] = 2
#写入 jason字符串到 result
data = {
"name": "Mario",
"age": 28,
}
json_str = json.dumps(data)
json_bytes = json_str.encode('utf-8')
res_shm.buf[:4] = struct.pack('i', len(json_bytes))
res_shm.buf[4:4 + len(json_bytes)] = json_bytes
done_array[0] = 1 #done 区域写入1
# 显示读取到的图像
cv2.imshow('Shared Memory Image', img )
cv2.waitKey(0)
break
# 每隔100毫秒检测一次
time.sleep(0.1)
# 关闭共享内存
cam1_shm.close()
flag_shm.close()
res_shm.close()
done_shm.close()
if __name__=="__main__":
main()
三、运行结果
先运行C# ，再运行python端
python端结果，显示接受到的图像
C#端结果，显示收到python端写入的json字符串
