一文搞定 mmap 内存映射原理
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发布时间：2天前
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时间：2天前
本文将深入解析内存映射文件技术mmap，它通过将文件或对象映射到进程地址空间，实现地址空间与文件磁盘地址的一一对应，使得进程能够通过指针操作内存，而系统会自动管理数据同步，无需频繁的系统调用。
在Linux内核中，内存管理采用页式结构，进程通过task_struct和mm_struct描述其内存空间，其中vm_area_struct用于描述虚拟内存区域。当内存空间需求变化，会使用链表或红黑树进行动态管理。
mmap的核心功能包括：建立内存和文件的映射关系、仅初始化映射而不进行数据拷贝、解除映射关系、对内存区域设置保护和同步操作。例如，mprotect允许调整内存保护级别，msync则确保映射区域的修改被写回文件。
在JDK的DirectByteBuffer示例中，我们看到了mmap在内存管理中的实际应用，通过strace跟踪，可以看到一系列mmap、mprotect、brk和munmap等系统调用的交互过程，显示了mmap如何高效地进行内存操作，避免了常规IO中的两次数据拷贝。
与常规IO相比，mmap的优势在于减少了数据复制的步骤，直接在用户空间和内核空间间交互，显著提高了数据访问速度。它广泛应用于需要高性能IO操作的场景，如NIO编程和直接内存访问。
