Windows 進程間通訊 (IPC) 核心技術：記憶體映射檔 (File Mapping) 完整實作指南

Windows 提供多種 IPC 機制（Socket、Pipe、Mailslot、RPC、COM），但共享記憶體 (Shared Memory) 是延遲最低、吞吐最高的核心方式。底層透過 File Mapping API 實現：將實體記憶體區域映射到多個進程的虛擬位址空間，實現零拷貝資料交換。

核心 API 流程

// 1. 建立/開啟檔案映射物件
HANDLE hMap = CreateFileMapping(
    INVALID_HANDLE_VALUE,  // 無實體檔案，使用分頁檔
    &sa,                   // SECURITY_ATTRIBUTES，bInheritHandle=TRUE 可讓子進程繼承
    PAGE_READWRITE,        // 頁面保護屬性
    0,                     // dwMaximumSizeHigh (64-bit 大小高 32 位)
    size,                  // dwMaximumSizeLow (最大 4GB)
    L"Global\\MySharedMem" // 命名物件，跨進程開啟
);

// 2. 映射視圖到進程虛擬位址
LPVOID pView = MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_ALL_ACCESS, 0, 0, 0);

// 3. 讀寫資料（需自行同步，如 Mutex/Event）
// ...

// 4. 清理
UnmapViewOfFile(pView);
CloseHandle(hMap);

進階主題

1. 跨進程傳遞 Handle 的三種方式

• 命名物件：CreateFileMapping 指定名稱，另一進程用 OpenFileMapping 開啟。簡單但需協調名稱衝突。
• DuplicateHandle：父進程 DuplicateHandle 複製 Handle，透過命令列、環境變數、共用記憶體或 IPC 訊息傳遞給子進程。優雅且安全。
• Handle 繼承：CreateFileMapping 時 SECURITY_ATTRIBUTES.bInheritHandle=TRUE，配合 CreateProcess(bInheritHandles=TRUE)，核心自動複製 Handle 到子進程（Handle 值相同），無需額外傳遞。

2. 大檔案分段映射

MapViewOfFile 可指定 dwFileOffsetHigh/Low 與 dwNumberOfBytesToMap，將 >4GB 檔案分段映射到 32 位址空間（或 64 位進程 2GB 使用者空間限制）。

3. 父子進程同步範例

// 父進程
SECURITY_ATTRIBUTES sa = {sizeof(sa), NULL, TRUE};
HANDLE hMap = CreateFileMapping(INVALID_HANDLE_VALUE, &sa, PAGE_READWRITE, 0, 4096, NULL);
STARTUPINFO si = {sizeof(si)};
PROCESS_INFORMATION pi;
GetStartupInfo(&si);
CreateProcess(L"Child.exe", L"Child.exe 1234", NULL, NULL, TRUE, 0, NULL, NULL, &si, &pi);
// Handle 1234 自動繼承到子進程，子進程直接用此值 MapViewOfFile

4. 重要注意事項

• CreateProcess 的 lpCommandLine 必須指向可寫緩衝區（不可用字串常值），否則會崩潰。
• STARTUPINFO 建議用 GetStartupInfo 取得預設值再修改，避免結構未初始化。
• 子進程結束前必須 CloseHandle 釋放引用計數，否則核心物件洩漏。
• 同步機制：共享記憶體本身不提供同步，必須搭配 Mutex、Event、Semaphore 或 Interlocked* 原子操作。

適用場景

• 高頻率、大資料量進程間交換（影像幀、音訊緩衝、即時遙測）。
• 單機多進程架構（如 Chrome 多進程、資料庫共用快取）。
• 需避免序列化/反序列化開銷的高效能場景。