写入文件和映射的内存有什么区别？

Question

我有以下与文件处理和映射有关的问题（ mmap ）：

1. 我们知道，如果我们创建一个文件并写入该文件，那么无论哪种方式我们都将写入内存。 那么，为什么要使用mmap将该文件映射到内存，然后写入呢？
2. 如果由于保护而使用mmap - PROT_NONE ， PROT_READ ， PROT_WRITE可以实现保护，那么使用文件也可以实现相同级别的保护。 O_RDONLY ， O_RDWR等。那么为什么要进行mmap ？
3. 在将文件映射到内存然后使用它方面，我们有什么特别的优势？ 不仅仅是创建文件并写入文件？
4. 最后，假设我们将文件mmap到内存，如果我们写入mmap返回的内存位置，它是否也同时写入该文件？

编辑：在线程之间共享文件

据我所知，如果我们在两个线程（而不是进程）之间共享文件，则建议将其mmap到内存中然后使用它，而不是直接使用该文件。

但是我们知道使用文件意味着它肯定位于主内存中，那么为什么又需要映射线程？

Answer 1

内存映射文件实际上部分或全部映射到内存（RAM）中，而您写入的文件将被写入内存，然后刷新到磁盘。 从磁盘获取内存映射文件，并将其显式放置到内存中以进行读取和/或写入。 它会一直保留在那里，直到您取消映射为止。

访问磁盘的速度较慢，因此，当您将文件写入文件后，它将被刷新到磁盘，而不再驻留在RAM中，这意味着，下次需要该文件时，您可能会从磁盘中获取它（慢），而在内存映射文件中，您知道该文件位于RAM中，因此与在磁盘上相比，可以更快地访问它。

此外，内存映射文件通常用作IPC机制，因此两个或多个进程可以轻松共享同一文件并对其进行读/写操作。 （使用必要的sycnh机制）

当您需要经常读取一个文件并且该文件很大时，将其映射到内存中可能是有利的，这样您可以更快地访问它，而不必每次都打开它并从磁盘获取它。

编辑：

这取决于您的需求，当您有一个文件需要由不同线程非常频繁地访问时，那么我不确定从该观点来看，映射该文件的内存一定是一个好主意。如果希望将它映射到该映射文件，请在不同线程的相同位置同步访问该文件。 如果这种情况经常发生，则可能是资源争用的场所。

只是从文件读取，那么这可能是一个很好的解决方案，因为如果您只是从多个线程读取文件，则实际上不需要同步访问。 开始写作的那一刻，您必须使用同步机制。

我建议，如果必须像写入任何其他文件一样对每个文件进行写操作，则让每个线程都以线程本地方式执行它自己的文件访问。 这样，它减少了对线程同步的需求，并减少了难以发现和调试的错误的可能性。

Answer 2

1）您误解了write（2）系统调用。 write（）不写，它只是将缓冲区内容复制到OS缓冲区链并将其标记为脏。 操作系统线程之一（bdflush IIRC）将选择这些缓冲区，将它们写入磁盘并用一些标志来摆弄。 后来。 使用mmap，您可以直接访问OS缓冲区（但是，如果更改其内容，它也将被标记为脏）。

2）这与保护无关，而与在页面表条目中设置标志有关。

3）避免双重缓冲。 您也可以用字符而不是块来寻址文件，这有时更实用

4）这是您一直在使用的系统缓冲区（连接到您的地址空间中）。 系统可能已写入磁盘，也可能未写入磁盘。

5）如果线程属于同一进程并共享页表和地址空间，则为是。

Answer 3

1. 一个原因可能是您已设置（遗留）代码以写入数据缓冲区，然后将该缓冲区最后一次写入文件中。 在这种情况下，由于OS可以直接将缓冲区写入磁盘，因此使用mmap将至少保存数据的一个副本。 只要仅涉及文件写入，我（还）无法想象您想要使用mmap其他原因。

2. 不，我要说的是保护。

3. 它可能会将数据的一两个副本从应用程序缓冲区保存到libc缓冲区再保存到OS缓冲区，请参见第1点。这可能会在写入大量数据时造成性能差异。

4. 据我所知，只要调用该内存区域上的msync或munmap后，该数据已被写入磁盘，操作系统就可以在任意时间随意写入数据。 （对于大多数文件，出于性能原因，大多数时间之间可能不会写入任何内容：将整个块写入磁盘是因为更改了一个字节非常昂贵，尤其是在预期会有更多修改的情况下）区块将在不久的将来发生。）

Answer 4

在大多数情况下，应将内存映射文件视为要使用的内存。 您应该只关心特殊情况，例如与光盘同步。 它与内存的存储方式相同，但是可以在需要时从文件初始化并存储到文件中。