mmap 是什么？
本質(zhì)是一種進(jìn)程虛擬內(nèi)存映射的方法，可以將一個(gè)文件、一段物理內(nèi)存或其他對(duì)象映射到進(jìn)程的虛擬內(nèi)存地址空間。實(shí)現(xiàn)這樣的映射關(guān)系后，進(jìn)程就可以采用指針的方式來(lái)讀寫操作這一段內(nèi)存，進(jìn)而完成對(duì)文件的操作，而不必再調(diào)用 read/write 等系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)了。為什么對(duì)于大文件而言 mmap 的效率要高于 read/write？
調(diào)用 read/write 進(jìn)行的常規(guī)的文件系統(tǒng)操作中，函數(shù)的調(diào)用過(guò)程：
- 進(jìn)程發(fā)起讀文件請(qǐng)求。
- 內(nèi)核通過(guò)查找進(jìn)程文件符表，定位到內(nèi)核已打開文件集上的文件信息，從而找到此文件的 inode。
- inode 在 address_space 上查找要請(qǐng)求的文件頁(yè)是否已經(jīng)緩存在頁(yè)緩存中。如果存在，則直接返回這片文件頁(yè)的內(nèi)容。
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如果不存在，則通過(guò) inode 定位到文件磁盤地址，將數(shù)據(jù)從磁盤復(fù)制到頁(yè)緩存。之后再次發(fā)起讀頁(yè)面過(guò)程，進(jìn)而將頁(yè)緩存中的數(shù)據(jù)發(fā)給用戶進(jìn)程。
所以，總結(jié)來(lái)說(shuō)，常規(guī)的文件操作為了提高讀寫效率和保護(hù)磁盤，使用了頁(yè)緩存機(jī)制。這樣造成讀文件時(shí)需要先將文件頁(yè)從磁盤拷貝到頁(yè)緩存中，由于頁(yè)緩存處在內(nèi)核空間，不能被用戶進(jìn)程直接尋址，所以還需要將頁(yè)緩存中數(shù)據(jù)頁(yè)再次拷貝到內(nèi)存對(duì)應(yīng)的用戶空間中。這樣，通過(guò)了兩次數(shù)據(jù)拷貝過(guò)程，才能完成進(jìn)程對(duì)文件內(nèi)容的獲取任務(wù)。寫操作也是一樣，待寫入的 Buffer 在內(nèi)核空間不能直接訪問(wèn)，必須要先拷貝至內(nèi)核空間對(duì)應(yīng)的主存，再寫回磁盤中（延遲寫回），也是需要兩次數(shù)據(jù)拷貝。
