内存映射文件占用物理内存吗（深入探究内存映射文件的原理与优缺点）-爱玩数码

内存映射文件占用物理内存吗（深入探究内存映射文件的原理与优缺点）

爱玩数码编辑 • 2023年11月1日 15:43:57 • 投稿 • 阅读 38

内存映射文件是一种在内存中映射文件内容的方法，是现代操作系统中常用的一种高效的文件访问方式。

内存映射文件的原理是将文件的一部分或全部内容映射到进程的虚拟地址空间中。在使用内存映射文件时，操作系统会将文件数据映射到进程的虚拟地址空间中，使得进程可以直接通过内存访问文件内容，而不需要使用read和write等系统调用进行IO操作。这种方式可以提高访问文件的效率，减少IO操作的开销，并且可以让多个进程共享文件的内容。

具体来说，内存映射文件的过程是先创建虚拟区间并完成地址映射，此时还没有将任何文件数据拷贝至主存。当进程发起读写操作时，会访问虚拟地址空间，通过查询页表，发现这段地址不在物理页上，因为只建立了地址映射，真正的数据还没有拷贝到内存，因此引发缺页异常。缺页异常经过一系列判断，确定无非法操作后，内核发起请求调页过程。

在调页过程中，操作系统会将文件数据从磁盘读取到物理内存，并建立物理页和虚拟页之间的映射关系。之后进程便可以对这片主存进行读写，如果写操作修改了内容，一定时间后系统会自动回写脏页面到对应的磁盘地址，完成了写入到文件的过程。此外，也可以调用msync()来强制同步，这样所写的内存就能立刻保存到文件中。

内存映射文件的优点是可以提高IO操作的效率，因为操作系统可以通过预读取和预写入等技术来优化文件的读写。此外，内存映射文件还可以让多个进程共享同一个文件的内容，从而提高系统的性能。

但是内存映射文件也有一些缺点。首先，内存映射文件需要消耗大量的虚拟地址空间，因此在32位系统中一般只能映射小于4GB的文件。其次，内存映射文件可能会增加系统的负载，因为操作系统需要将文件数据从磁盘读取到物理内存中，这可能会占用大量的CPU和IO资源。最后，内存映射文件的安全性也需要考虑，因为通过内存映射文件可以直接对文件进行读写操作，因此可能会被黑客利用进行攻击。

总之，内存映射文件是一种高效的文件访问方式，它可以提高访问文件的效率，减少IO操作的开销，并且可以让多个进程共享文件的内容。但是也需要注意其缺点，以充分利用其优点并避免其缺点的影响。