mmap（Memory-Mapped File，内存映射文件） 是一种将文件直接映射到进程地址空间的技术，允许程序像操作内存一样读写文件。以下是详细解析：
1. 核心概念
- 原理：通过虚拟内存机制，将磁盘文件的一部分或全部映射到进程的虚拟内存区域。
- 行为：对映射内存的读写会由操作系统自动同步到对应文件（除非指定只读）。
2. 关键特性
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 高效I/O | 避免常规read/write的系统调用和用户态-内核态数据拷贝（零拷贝技术之一）。 |
| 共享内存 | 多个进程可映射同一文件，实现进程间通信（IPC）。 |
| 延迟加载 | 实际按需加载数据到物理内存（缺页中断触发）。 |
3. 使用场景
- 大文件处理：如数据库、视频编辑软件高效访问大型文件。
- 进程间通信：共享内存式IPC（比管道/消息队列更快）。
- 动态链接库：系统加载
.so/.dll文件的底层机制。
4. Linux系统调用示例
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
- 参数说明：
addr：建议映射的起始地址（通常设为NULL由内核决定）。length：映射长度。prot：保护模式（如PROT_READ | PROT_WRITE）。flags：映射类型（MAP_SHARED/MAP_PRIVATE等）。fd：文件描述符。offset：文件偏移量。
5. mmap vs 传统文件I/O
| mmap | read/write | |
|---|---|---|
| 数据拷贝 | 无（直接操作内存） | 需用户态-内核态数据拷贝 |
| 小文件性能 | 可能因页表开销更慢 | 更轻量 |
| 大文件随机访问 | ⭐️高效 | 需频繁lseek |
6. mmap工作流程
- 建立映射
int fd = open("file.txt", O_RDWR); char *mem = mmap(NULL, file_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); - 读写操作
直接通过指针操作：mem[0] = 'A'; // 修改会自动同步到文件 - 解除映射
munmap(mem, file_size); close(fd);
7.注意事项
- ⚠️ 权限控制：确保文件的打开模式与
prot/flags匹配。 - ⚠️ 边界问题：访问超出映射区域会导致段错误（SIGSEGV）。
- ⚠️ 同步时机：修改后需调用
msync()强制刷盘（默认由OS异步处理）。
🌟 性能优化技巧
- ✅ 对大文件使用mmap减少I/O开销。
- ✅ 多进程共享时用
MAP_SHARED避免数据冗余。 - ❌ 避免频繁映射/解除小文件。
如果需要具体代码示例或与其他技术（如sendfile)的对比，可以进一步探讨！
内容由零声教学AI助手提供，问题来源于学员提问
![if [ -t 1 ]; then
RED=$(tput setaf 1)
GREEN=$(tput setaf 2)
YELLOW=$(tput setaf 3)
BLUE=$(tput setaf 4)
BOLD=$(tput bold)
RESET=$(tput sgr0)
else
RED=](https://linuxcpp.0voice.com/zb_users/upload/2023/05/202305162216033652866.png)
