内存映射文件（Memory-mapped File）是一种将磁盘文件直接映射到进程虚拟地址空间的技术，通过操作内存来读写文件，兼具高性能和便捷性的特点。
核心原理
虚拟内存关联
将文件的一部分或全部映射到进程的虚拟内存区域，建立文件偏移量与虚拟地址的对应关系。按需加载
操作系统通过缺页中断机制动态加载数据，首次访问某块数据时才会从磁盘载入物理内存。回写机制
修改的内存页由操作系统自动同步到磁盘（可配置同步策略）。
关键技术特点
- 零拷贝访问：避免内核缓冲区与用户空间的数据复制
- 大规模数据优化：适合处理远大于物理内存的文件
- 共享内存：多进程映射同一文件时可实现进程间通信
系统调用接口
#include <sys/mman.h>
// 创建映射
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
// 解除映射
int munmap(void *addr, size_t length);
// 强制同步
int msync(void *addr, size_t length, int flags);
典型应用场景
- 高性能文件IO “`cpp // 示例：快速文件读写 int fd = open(“data.bin”, O_RDWR); void* mapped = mmap(NULL, file_size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
// 直接通过指针操作文件内容 memcpy(mapped, new_data, data_size); msync(mapped, data_size, MS_SYNC);
2. **进程间通信**
```cpp
// 多进程共享数据（无需序列化）
// 进程A写入：
std::atomic<int>* counter = (std::atomic<int>*)mapped;
counter->store(42);
// 进程B立即可见：
int value = counter->load();
- 大数据处理
- 数据库系统（B+树索引）
- 视频编辑软件（非线性编辑）
- 科学计算（大型矩阵运算）
优势与局限
优势：
- IO性能提升（减少系统调用和缓冲区拷贝）
- 简化编程模型（直接指针操作替代read/write）
- 天然支持进程间共享
注意事项：
- 需要处理内存对齐和页面大小（通常4KB）
- 大文件映射可能占用大量虚拟地址空间
- 突然断电可能导致数据不一致
Linux实现细节
页面缓存集成
映射区域与Page Cache共用缓存机制，提供统一的内存管理地址空间管理
通过vm_area_struct结构体维护映射关系，支持非线性映射交换支持
被修改的脏页可交换到磁盘，同时保持与原始文件的关联
这种技术是现代操作系统优化IO性能的重要手段，在LevelDB、Redis等知名项目中都有深度应用。
内容由零声教学AI助手提供，问题来源于学员提问
![#include
#include
int main() {
int*arr=(int*)malloc(3*sizeof(int));//先分配3个整数
if(arr==NULL)return1;
arr[0]=1;arr[1]=2;arr[2]=3;
printf("Original array:");
for(int i=0;i](https://linuxcpp.0voice.com/zb_users/upload/2023/05/202305162214555498962.png)
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if(arr==NULL)return1;
arr[0]=1;arr[1]=2;arr[2]=3;
printf("Original array:");
for(int i=0;i](https://linuxcpp.0voice.com/zb_users/upload/2023/05/202305162232254655144.png)
