前言

内存映射 在 Linux操作系统中非常重要，因为其涉及到高效的跨进程通信 & 文件操作

今天，我将详细讲解操作系统中核心概念：内存映射

目录

1. 定义

关联 进程中的1个虚拟内存区域 & 1个磁盘上的对象，使得二者存在映射关系

上述的映射过程 = 初始化该虚拟内存区域

虚拟内存区域被初始化后，就会在交换空间中换你来还去

被映射的对象称为：共享对象（普通文件 / 匿名文件）

2. 作用

若存在上述映射关系，则具备以下特征

在多个进程的虚拟内存区域 已和同1个共享对象 建立映射关系的前提下

若 其中1个进程对该虚拟区域进行写操作

那么，对于 也把该共享对象映射到其自身虚拟内存区域的进程 也是可见的

示意图如下

假设进程1、2的虚拟内存区域同时映射到同1个共享对象；

当进程1对其虚拟内存区域进行写操作时，也会映射到进程2中的虚拟内存区域

3. 实现过程

• 内存映射的实现过程主要是通过Linux系统下的系统调用函数：mmap（）
• 该函数的作用 = 创建虚拟内存区域 + 与共享对象建立映射关系
• 其函数原型、具体使用 & 内部流程 如下

/**
 * 函数原型
 */
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
/**
 * 具体使用（用户进程调用mmap（））
 * 下述代码即常见了一片大小 = MAP_SIZE的接收缓存区 & 关联到共享对象中（即建立映射）
 */
 mmap(NULL, MAP_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
/**
 * 内部原理
 * 步骤1：创建虚拟内存区域
 * 步骤2：实现地址映射关系，即：进程的虚拟地址空间 ->> 共享对象 

 * 注： 
 * a. 此时，该虚拟地址并没有任何数据关联到文件中，仅仅只是建立映射关系
 * b. 当其中1个进程对虚拟内存写入数据时，则真正实现了数据的可见
 */

4. 特点

提高数据的读、写 & 传输的时间性能

1. 减少了数据拷贝次数
2. 用户空间 & 内核空间的高效交互（通过映射的区域 直接交互）
3. 用内存读写 代替 I/O读写

提高内存利用率：通过虚拟内存 & 共享对象

5. 应用场景

在Linux系统下，根据内存映射的本质原理 & 特点，其应用场景在于：

1. 实现内存共享：如 跨进程通信
2. 提高数据读 / 写效率 ：如 文件读 / 写操作

6. 实例讲解

下面，我将详细讲解 内存映射应用在跨进程通信 & 文件操作的实例

6.1 文件读 / 写操作

• 传统的Linux系统文件操作流程如下

• 使用了内存映射的 文件读 / 写 操作

从上面可看出：使用了内存映射的文件读/写 操作方式效率更加高、性能最好！

6.2 跨进程通信

• 传统的跨进程通信

• 使用了内存映射的 跨进程通信

从上面可看出：使用了内存映射的跨进程通信 效率最高、性能最好！

7. 总结

本文全面讲解了 Linux操作系统中的内存映射

下面我将继续讲解 编程开发的基础知识

作者：Carson_Ho 
原文：https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/87685001