mmap是什么

当咱们读取或修正大文件时，传统的文件I/O操作可能会变得很慢，这时候mmap就能够派上用场了。mmap（Memory-mapped files）是一种在内存中创立映射文件的机制，它能够使咱们像拜访内存相同拜访文件，然后防止频频的文件I/O操作。

运用mmap的办法是在内存中创立一个虚拟地址，然后将文件映射到这个虚拟地址上。这个映射的进程是由操作体系完结的，它会将文件中的数据按需加载到内存中，而不是一次性加载整个文件。这样，咱们能够经过指针操作这个虚拟地址，就像拜访内存相同来读取或许修正文件内容。

与传统的文件I/O操作相比，mmap具有以下几个优点：

  1. 防止频频的文件I/O操作：经过将文件映射到内存中，咱们能够防止频频的文件I/O操作，然后进步读取或修正文件的功率。
  2. 削减内存的运用：mmap只会将文件中需求拜访的部分加载到内存中，而不是一次性加载整个文件，这样能够削减内存的运用，进步体系的功能。
  3. 支撑多进程拜访：mmap创立的虚拟地址在所有进程中都是可拜访的，因而能够支撑多个进程一起拜访同一个文件。
  4. 支撑文件的同享：由于mmap支撑多进程拜访，所以多个进程能够同享同一个文件的内容，然后削减内存的运用，进步体系的功能。
  5. 支撑随机拜访：由于mmap创立的虚拟地址能够像拜访内存相同随机拜访，因而能够支撑随机拜访文件，然后进步文件拜访的功率。

总归，mmap是一种十分有效的文件拜访办法，它能够帮助咱们防止频频的文件I/O操作，削减内存的运用，支撑多进程拜访和文件的同享，支撑随机拜访等等，因而在处理大文件时十分有用。

Java中的mmap

在Java中，mmap是经过运用Java NIO（New I/O）的ByteBuffer完成的。当运用mmap映射文件时，Java会经过JNI（Java Native Interface）调用操作体系供给的mmap函数，将文件映射到虚拟地址空间中。在 Java 中，mmap 技能首要运用了 Java NIO （New IO）库中的 FileChannel 类，它供给了一种将文件映射到内存的办法，称为 MappedByteBuffer。MappedByteBuffer 是 ByteBuffer 的一个子类，它扩展了 ByteBuffer 的功用，能够直接将文件映射到内存中。

下面咱们来看一个运用 mmap 的简略示例。假定咱们有一个 1GB 大小的文件，咱们能够将其映射到内存中：

File file = new File("data.txt");
long fileSize = file.length();
MappedByteBuffer mappedByteBuffer = new RandomAccessFile(file, "rw").getChannel()
        .map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, fileSize);

上述代码中，咱们运用 RandomAccessFile 类翻开文件，并将其映射到内存中。经过 getChannel() 办法获取文件通道，再调用 map() 办法将文件映射到内存中。其间，第一个参数指定映射模式（READ_WRITE 表示可读可写），第二个参数指定映射的起始位置，第三个参数指定映射的长度。

一旦文件被映射到内存中，咱们就能够像操作普通的 ByteBuffer 相同来操作它，例如读取和写入数据：

// 读取数据
byte[] buffer = new byte[1024];
mappedByteBuffer.get(buffer);
// 写入数据
byte[] data = "Hello, world!".getBytes();
mappedByteBuffer.put(data);

需求留意的是，由于 mmap 技能将文件映射到内存中，因而操作映射文件时需求特别小心，需求考虑文件长度和操作体系的约束，避免超出体系约束导致操作失利，不然可能会导致文件损坏或数据丢掉。为了确保数据的完整性，咱们通常需求在操作映射文件之前先将其悉数加载到内存中，待操作完结后再将其刷回磁盘。这能够经过调用 MappedByteBuffer 的 load() 和 force() 办法来完成：

// 将文件悉数加载到内存中
mappedByteBuffer.load();
// 将修正的数据刷回磁盘
mappedByteBuffer.force();

这里需求留意，mmap映射的文件是直接映射到内存中的，因而需求留意内存运用情况，避免导致内存泄漏或OOM异常。因而，在运用mmap技能时，咱们需求留意一些最佳实践，例如防止将过多的数据映射到内存中，并在运用完缓冲区后及时开释资源。

此外，mmap 技能还能够用于完成多个进程之间同享内存数据。如果一个进程将文件映射到内存中，并对其进行修正，其他进程也能够看到这些修正。这种办法比传统的进程间通讯办法愈加高效，由于多个进程能够直接同享内存数据，而无需经过操作体系来传输数据。

mmap小结

mmap 是一种常用于文件读取和写入的体系调用。在 Linux 体系中，mmap 经过将文件映射到进程的虚拟地址空间中来完成对文件的操作，这意味着在内存中，文件的内容就像被放置在了一块接连的内存区域中相同。

mmap 的原理是将一个文件或许其它对象映射到进程的地址空间中，这样就能够直接对内存进行读写操作，然后省去了繁琐的读写文件的操作。mmap 的完成办法是将文件读取到内核的页缓存中，然后将这些页映射到进程的虚拟地址空间中。当进程经过指针对这些页进行拜访时，就能够直接读写文件。

mmap 的优势在于它能够大大进步文件的读写功率，尤其是在读取大文件时，能够防止在内存中创立额外的缓冲区，然后进步程序的功率。可是需求留意的是，运用 mmap 读写文件时需求特别小心，由于这种办法对内存的运用十分灵敏，一旦出现问题可能会导致程序的崩溃。

关于Java开发人员来说，理解和把握mmap技能关于优化程序功能和进步IO操作功率十分重要。