什么是 mmap？
什么是 mmap？
mmap 是一个非常重要且强大的系统调用，全称是 memory map（内存映射）。
mmap 的核心思想是：将文件或其他资源直接"映射"到进程的内存地址空间中。
想象一下：
- 普通文件操作：像用勺子一勺一勺地从桶里舀水（读/写操作）
- mmap 方式：直接把整个桶搬到你的工作台上，你可以直接看到和操作桶里的水
mmap 的主要用途
1. 文件读写（最常用）
// 传统方式：read/write
read(fd, buffer, size);
write(fd, buffer, size);// mmap 方式：直接内存访问
void *addr = mmap(NULL, size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
// 现在可以直接像操作内存一样操作文件内容
char data = ((char*)addr)[0];
2. 进程间通信（IPC）
多个进程可以映射同一个文件，实现数据共享。
3. 匿名内存分配
分配大块内存（类似 malloc，但更适合大内存分配）。
mmap 的优势
| 特性 | 传统 read/write | mmap |
|---|---|---|
| 性能 | 需要系统调用，数据拷贝 | 直接内存访问，零拷贝 |
| 便捷性 | 需要缓冲区管理 | 像操作普通内存一样简单 |
| 共享 | 复杂 | 天然支持进程间共享 |
现代应用中的 mmap
- 数据库系统：如 MySQL、PostgreSQL 使用 mmap 来缓存数据文件
- 编程语言运行时：如 Java、Python 使用 mmap 加载动态库
- 大数据处理：Spark、Hadoop 使用 mmap 处理大型数据集
- 视频/图像编辑：Photoshop 等软件使用 mmap 处理大文件
简单的代码示例
#include <sys/mman.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>// 将文件映射到内存并读取
int fd = open("example.txt", O_RDONLY);
void *addr = mmap(NULL, file_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);// 现在可以直接像操作内存一样读取文件内容
printf("First byte: %c\n", ((char*)addr)[0]);// 使用完后取消映射
munmap(addr, file_size);
close(fd);
总结
mmap 是操作系统提供的一种高效机制，它：
- 消除了数据拷贝：不需要在内核和用户空间之间来回拷贝数据
- 简化了编程：文件操作变得像内存操作一样简单
- 提高了性能：特别适合大文件和随机访问场景
它是一个相对底层的概念，但被广泛用于各种高性能的软件系统中。理解 mmap 有助于你更好地理解现代计算机系统的工作原理！