mmap是什么
mmap是C语言中的一个系统调用，它允许程序将一个文件或者其他的对象映射到进程的地址空间。这种机制使得进程可以直接读取和修改被映射的对象，而不需要通过I/O系统调用来访问。
mmap的主要用途包括：
* 将一个普通文件映射到内存中，以便进行高效的读写操作；
* 创建一个匿名内存映射，用于在进程之间共享数据；
* 在特定情况下，可以使用mmap来代替malloc等动态内存分配函数。
要使用mmap，你需要包含<sys/mman.h>头文件，并且调用mmap()函数。该函数的基本形式如下：
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
其中，
addr参数指定映射的起始地址，如果为NULL，则由系统自动选择地址；
length参数指定映射的长度；
prot参数指定映射区的保护模式，可以是PROT_READ、PROT_WRITE或PROT_EXEC等值的组合；
flags参数指定映射的行为，可以是MAP_SHARED、MAP_PRIVATE等值的组合；
fd参数指定文件描述符，如果是匿名映射则设为-1；
offset参数指定从文件开头开始映射的位置。
当你完成映射后，可以通过munmap()函数来删除映射。
需要注意的是，由于mmap涉及到底层的内存管理和文件系统操作，因此使用不当可能会导致程序崩溃或者其他严重的问题。因此，在使用mmap之前，最好先了解其工作原理和使用注意事项。
mmap并发读写举例
以下是一个使用mmap在C语言中实现的并发读写示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <pthread.h>
// 全局变量
int numThreads;
char* mappedFile;
// 读写函数
void* writeData(void* arg) {
long threadID = (long)arg;
for (int i = threadID; i < numThreads; i += numThreads) {
// 写入数据
mappedFile[i] = 'a' + i % ('z' - 'a');
}
}
void* readData(void* arg) {
long threadID = (long)arg;
for (int i = threadID; i < numThreads; i += numThreads) {
// 读取数据
char ch = mappedFile[i];
printf("%d: Read '%c'\n", threadID, ch);
}
}
int main(int argc, char** argv) {
// 解析命令行参数
if (argc != 2) {
printf("Usage: %s num_threads\n", argv[0]);
return 1;
}
numThreads = atoi(argv[1]);
// 打开一个文件
FILE* file = fopen("test.txt", "w+");
if (file == NULL) {
printf("Failed to open file.\n");
return -1;
}
// 设置文件大小
fseek(file, numThreads, SEEK_SET);
ftruncate(fileno(file), numThreads);
// 重新定位到文件开头
fseek(file, 0L, SEEK_SET);
// 映射整个文件
mappedFile = (char*) mmap(NULL, numThreads, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fileno(file), 0);
if (mappedFile == MAP_FAILED) {
printf("Failed to map file.\n");
return -1;
}
// 创建线程
pthread_t threads[numThreads];
for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
if (i % 2 == 0) {
pthread_create(&threads[i], NULL, writeData, (void*)(long)i);
} else {
pthread_create(&threads[i], NULL, readData, (void*)(long)i);
}
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < numThreads; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 取消映射
munmap(mappedFile, numThreads);
return 0;
}
在这个示例中，首先解析命令行参数以确定线程数量。然后，创建一个足够大的空文件，并将其全部映射到内存中。接着，创建相同数量的线程，其中一半执行写操作，另一半执行读操作。最后，等待所有线程完成，并取消映射。
注意
在并发环境中使用mmap时，必须确保只有一个线程同时访问同一个映射区域。否则，可能会出现竞态条件或其他并发问题。本示例通过交替创建读写线程，避免了这个问题。