一、簡介：
mmap是一種內(nèi)存映射文件的方法。即將一個文件或者其它對象映射到進程的地址空間，實現(xiàn)文件磁盤地址和進程虛擬地址空間中一段虛擬地址的一一對映關(guān)系。實現(xiàn)這樣的映射關(guān)系后，進程就可以采用指針的方式讀寫操作這一段內(nèi)存，而系統(tǒng)會自動回寫臟頁面到對應(yīng)的文件磁盤上，即完成了對文件的操作而不必再調(diào)用read,write等系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)。相反，內(nèi)核空間對這段區(qū)域的修改也直接反映用戶空間，從而可以實現(xiàn)不同進程間的文件共享
二、BIO（常規(guī)文件操作或傳統(tǒng)IO）和mmap區(qū)別：
總而言之，常規(guī)文件操作需要從磁盤到頁緩存再到用戶主存的兩次數(shù)據(jù)拷貝。而mmap操控文件，只需要從磁盤到用戶主存的一次數(shù)據(jù)拷貝過程。說白了，mmap的關(guān)鍵點是實現(xiàn)了用戶空間和內(nèi)核空間的數(shù)據(jù)直接交互而省去了空間不同數(shù)據(jù)不通的繁瑣過程。因此mmap效率更高。
三、優(yōu)缺點
優(yōu)點：（高性能，操作文件就像操作內(nèi)存一下，適合對較大文件的讀寫）
①對文件的讀寫操作跨國也頁緩存，減少數(shù)據(jù)的拷貝次數(shù)，用內(nèi)存讀寫取代IO流讀寫，提高了文件讀寫效率（Andorid加載.dex文件也通過使用此技術(shù)）；
②實現(xiàn)用戶空間和內(nèi)核空間的高效交互方式；
③提供進程間共享內(nèi)存及相互通信的方式。不管是父子進程還是無親緣關(guān)系的進程，都可以將自身用戶空間映射到同一個文件或匿名映射到同一片區(qū)域。從而通過各自對映射區(qū)域的改動，達到進程間通信和進程間共享的目的。
④實現(xiàn)高效的大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)存空間不足，是制約大數(shù)據(jù)操作的一個方面，解決方案往往是借助磁盤空間協(xié)助操作，補充內(nèi)存的不足。但是進一步會照成大量的文件I/O操作，極大影響效率。這個問題可以通過mmap映射很好解決，需要用磁盤空間替代內(nèi)存的時候，mmap都可以發(fā)揮其功效；
缺點：①文件如果很小，比如小于4K的，比如60bytes,由于在內(nèi)存當中的組織都是按頁組織的，將文件調(diào)入到內(nèi)存當中是一個頁4K,相當于4096-60=4036bytes的內(nèi)存空間浪費掉了；②文件無法完成拓展，因為mmap到內(nèi)存的時候，你所能操作的范圍就已經(jīng)確定了，無法增加文件長度。
使用場景：
①對同一塊區(qū)域頻繁讀寫操作；
②用戶日志、數(shù)據(jù)上報等，微信開源mars框架中的xlog模塊就是基于mmap特性實現(xiàn)；
③跨進程同步的時候，mmap是個不錯的選擇，Android跨進程通信有自己獨有的Binder機制，內(nèi)部使用mmap實現(xiàn)；
Java層面使用：MappedByteBuffer已經(jīng)封裝好
C++代碼實現(xiàn)：mmap
四、內(nèi)存映射原理
- 進程啟動映射過程，并在虛擬地址空間中為映射創(chuàng)建虛擬映射區(qū)域
- 調(diào)用內(nèi)核空間的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)mmap（不同于用戶空間函數(shù)），實現(xiàn)文件物理地址和進程虛擬地址的一一映射關(guān)系
- 進程發(fā)起對這片映射空間的訪問，引發(fā)缺頁異常，實現(xiàn)文件內(nèi)容到物理內(nèi)存（主存）的拷貝
五、mmap相關(guān)函數(shù)
①建立映射關(guān)系函數(shù)：
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
成功執(zhí)行時，mmap()返回被映射區(qū)的指針地址。失敗時，mmap()返回MAP_FAILED[其值為(void *)-1]
②解除映射關(guān)系函數(shù)：
int munmap( void * addr, size_t len )
成功執(zhí)行時，munmap()返回0。失敗時，munmap返回-1，error返回標志和mmap一致；
addr是調(diào)用mmap()時返回的地址，len是映射區(qū)的大??；
③實時同步寫入:
int msync( void *addr, size_t len, int flags )
一般說來，進程在映射空間的對共享內(nèi)容的改變并不直接寫回到磁盤文件中，往往在調(diào)用munmap（）后才執(zhí)行該操作。
可以通過調(diào)用msync()實現(xiàn)磁盤上文件內(nèi)容與共享內(nèi)存區(qū)的內(nèi)容一致。
六、mmap使用細節(jié)
①mmap映射區(qū)域大小必須是物理頁大?。╬age_size）的倍數(shù)（32位系統(tǒng)中通常是4k字節(jié)），原因是內(nèi)存的最小粒度是頁，而進程虛擬地址空間和內(nèi)存的映射也是以頁為單位；
②內(nèi)核可以跟蹤被內(nèi)存映射的底層對象（文件）的大小，進程可以合法的訪問在當前文件大小以內(nèi)又在內(nèi)存映射區(qū)以內(nèi)的那些字節(jié)。
③映射建立之后，即使文件關(guān)閉，映射依然存在。因為映射的是磁盤的地址，不是文件本身，和文件句柄無關(guān)。
七、使用：
①C++使用mmap讀寫文件：
//-------------------------------------------讀取文件----------------------------------
// 打開文件
int fd = open("input.txt", O_RDONLY);
// 讀取文件長度
int len = lseek(fd,0,SEEK_END);
// 建立內(nèi)存映射
char *addr = (char *) mmap(NULL, len, PROT_READ, MAP_PRIVATE,fd, 0);
close(fd);
// data用于保存讀取的數(shù)據(jù)
char* data;
// 復(fù)制過來
memcpy(data, addr, len);
// 解除映射
munmap(addr, len)
//-------------------------------------------寫入文件----------------------------------
//假設(shè)寫入的數(shù)據(jù)放在char* data中
int len = data.length();
// 打開文件
int fd=open("output.txt", O_RDWR|O_CREAT, 00777);
// lseek將文件指針往后移動file_size-1位
lseek(fd,len-1,SEEK_END);
// 從指針處寫入一個空字符；mmap不能擴展文件長度，這里相當于預(yù)先給文件長度，準備一個空架子
write(fd, "", 1);
// 使用mmap函數(shù)建立內(nèi)存映射
char* addr = (char*)mmap(NULL, len, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED, fd, 0);
// 內(nèi)存映射建立好了，此時可以關(guān)閉文件了
close(fd);
// 把data復(fù)制到addr里
memcpy(addr, data, len);
// 解除映射
munmap(addr, len)
①Java使用NIO庫中的MappedByteBuffer實現(xiàn)mmap讀寫文件：
try {
byte[] originalByte = "你好奧，我是好人".getBytes();
RandomAccessFile raf = new RandomAccessFile(file, "rw");
////position映射文件的起始位置，size映射文件的大小
MappedByteBuffer map = raf.getChannel().map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, 1024);
//寫入數(shù)據(jù)
map.put(originalByte);
byte[] newData= new byte[originalByte.length];
//獲取數(shù)據(jù)
map.get(newData);
Log.d(TAG, "data:" + String.valueOf(newData));
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
