写入文件和映射内存有什么区别？

Question

我有以下与处理文件和映射文件相关的问题（mmap）：

1. 我们知道，如果我们创建一个文件，并写入该文件，那么我们写入内存的方式。那么为什么要使用mmap将该文件映射到内存然后写？
2. 如果是因为我们使用mmap - PROT_NONE，PROT_READ，PROT_WRITE实现了保护，那么使用文件也可以实现相同级别的保护。 O_RDONLY，O_RDWR等等。那么为什么mmap？
3. 我们将文件映射到内存然后使用它有什么特别的优势吗？而不仅仅是创建一个文件并写入文件？
4. 最后，假设我们mmap一个文件到内存，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？

请帮我回复所有问题。

提前多多感谢。

*编辑：在线程之间共享文件*

据我所知，如果我们在两个线程（非进程）之间共享一个文件，那么建议mmap将它放入内存然后使用它，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在主内存中，那为什么线程需要再次进行mmaped？

Answer 1

内存映射文件实际上部分或全部映射到内存（RAM）中，而您写入的文件将写入内存然后刷新到磁盘。内存映射文件从磁盘中获取并显式放入内存中以供读取和/或写入。它会保留在那里直到你取消映射它。

对磁盘的访问速度较慢，因此当您写入文件时，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，您可能会获得它从磁盘（慢），而在内存映射文件中，你知道该文件在RAM中，你可以更快地访问它，然后它在磁盘上。

此外，mememory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个文件并对其进行读/写。 （使用必要的sycnh机制）

当你需要经常读取文件时，这个文件非常大，将它映射到内存中是有利的，这样你就可以更快地访问它，然后每次都要打开它并从磁盘上获取它。

修改

取决于你的需求，当你有一个需要被不同线程频繁访问的文件时，那么我不确定内存映射文件一定是个好主意，从以下观点来看，如果您希望在不同线程的相同位置写入，则需要同步访问此mmap的文件。如果这种情况经常发生，它可能是资源争用的一个地方。

只是从文件中读取，这可能是一个很好的解决方案，因为如果你只是 从多个线程读取它，你就不需要同步访问。在你开始写作的那一刻，你必须使用同步机制。

我建议，你有每个线程以线程本地方式自己进行文件访问，如果你必须写入文件，就像你对任何其他文件一样。通过这种方式，它减少了线程同步的需要，并且很难找到和调试错误。

Answer 2

1）你误解了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。其中一个操作系统线程（bdflush IIRC）将获取这些缓冲区，将它们写入磁盘并摆弄一些标志。后来。 使用mmap，您可以直接访问OS缓冲区（但是如果您更改它的内容，它也会被标记为脏）

2）这不是关于保护，而是关于在页面表条目中设置标志。

3）你避免双重缓冲。你也可以用字符而不是块来处理文件，这有时候更实用

4）这是你一直在使用的系统缓冲区（挂在地址空间中）。系统可能会也可能没有将其部分写入磁盘。

5）如果线程属于同一个进程并共享pagetables和地址空间，那么就是。

Answer 3

1. 一个原因可能是你有（传统）代码被设置为写入数据缓冲区，然后这个缓冲区最后一次写入文件。在这种情况下，使用mmap将保存至少一个数据副本，因为操作系统可以直接将缓冲区写入磁盘。 只要它只是关于文件写入，我就不能（想象）想象你为什么要使用mmap。

2. 不，这里的保护与我无关。

3. 它可能会保存一个或两个数据副本，例如： app缓冲区到libc缓冲区到OS缓冲区，请参见第1点。这可能会在写入大量数据时产生性能差异。

4. 没有。据我所知，只要数据在调用该内存区域的msync或munmap后写入磁盘，操作系统就可以随时自行编写数据。 （并且对于大多数文件，由于执行原因，它可能不会在大多数时间之间写入任何内容：将整个块写入磁盘，因为一个字节更改相当昂贵，特别是如果预期会有更多修改块将在不久的将来发生。）

Answer 4

在大多数情况下，您应该将内存映射文件视为您使用的内存。您应该只关心与光盘同步等特殊情况。它与存储器的存储方式相同，但可以根据需要从文件初始化并存储到文件中。