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（代码篇）从基础文件IO说起虚拟内存，内存文件映射，零拷贝

从数据流的角度，非直接内存是下面这样的作用链： 本地IO-->直接内存-->非直接内存-->直接内存-->本地IO 而直接内存是： 本地IO-->直接内存-->本地IO 内存文件映射(属于直接缓冲区)-...intsmaze 按照jdk文档的官方说法，内存映射文件也属于JVM中的直接缓冲区。...java中提供了3种内存映射模式-intsmaze 只读模式:如果程序试图进行写操作，则会抛出ReadOnlyBufferException异常； 读写模式:通过内存映射文件的方式写或修改文件内容的话是会立刻反映到磁盘文件中去的...OS的“写时拷贝”原则，即在没有发生写操作的情况下，多个进程之间都是共享文件的同一块物理内存（进程各自的虚拟地址指向同一片物理地址），一旦某个进程进行写操作，那么将会把受影响的文件数据单独拷贝一份到进程的私有缓冲区中...不要频繁调用MappedByteBuffer.force()方法，这个方法意味着强制操作系统将内存中的内容写入磁盘，所以如果你每次写入内存映射文件都调用force()方法，你将不会体会到使用映射字节缓冲的好处

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（理论篇）从基础文件IO说起虚拟内存，内存文件映射，零拷贝

虚拟空间是某个进程对分配给它的所有物理地址（已经分配的和将会分配的）的重新映射。 在Linux中，这个区域叫做swap,一般大小应设置为物理内存的2倍。...在内存映射过程中,并没有实际的数据拷贝,文件没有被载入内存,只是逻辑上放入了内存,具体到代码,就是建立并初始化了相关的数据结构,这个过程由系统调用mmap()实现,所以映射的效率很高. 　　...内存映射文件优化本质-intsmaze 　　mmap()是系统调用，没有进行数据拷贝，数据拷贝是在缺页中断处理时进行的，由于mmap()将文件直接映射到用户空间，所以中断处理函数根据这个映射关系，直接将文件从硬盘拷贝到用户空间...内存映射文件的效率比标准IO高的重要原因就是因为少了把数据拷贝到OS内核缓冲区这一步，内存映射只拷贝一次效率要比read/write 拷贝两次高。 ?...此图为 Linux 中进程的虚拟存储器，即进程的虚拟地址空间， 32 位操作系统，就有2^32 = 4G的虚拟地址空间， 　　图中有一块区域： “共享库的内存映射区域” ，这段区域就是在内存映射文件的时候将某一段的虚拟地址和文件对象的某一部分建立起映射关系

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    【Linux 内核 内存管理】内存映射原理 ② ( 内存映射概念 | 文件映射 | 匿名映射 | 内存映射原理 | 分配虚拟内存页 | 产生缺页异常 | 分配物理内存页 | 共享内存 | 进程内存 )

    内存映射 “ 就是在 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 , 创建一个 映射 , " 内存映射 " 有 2 种情况 , ① 文件映射 , ② 匿名映射 ; 文件映射 : 有 文件 支持 的 内存映射..., 将 指定文件 的 指定位置 指定大小 的数据 , 映射到 进程 " 用户虚拟地址空间 " 中 , 文件内容直接装载到该 虚拟内存 中 ; 匿名映射 : 没有 文件 支持 的 内存映射 , 只是将..." 物理内存空间 “ 映射到 ” 虚拟内存空间 " , 其中的数据是随机值 ; 二、内存映射原理 ---- 1、分配虚拟内存页 分配 虚拟内存页 : 在 Linux 系统中 创建 " 内存映射 “ 时..., 会在 ” 用户虚拟地址空间 “ 中 , 分配一块 ” 虚拟内存区域 " ; 2、产生缺页异常 缺页异常 : Linux 内核在分配 " 物理内存 “ 时 , 采用了 ” 延迟策略 “ , 即进程第一次访问...才可以 ; 如果修改了 进程间的 " 共享内存 " 对应的 " 文件映射 " , 修改后不会立刻更新到文件中 , 调用 msync 函数 , 强制同步写入到文件中 ; 四、进程内存段的内存映射类型

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    Linux内存映射——mmap

    Linux提供了mmap()函数，用来映射物理内存。...采用共享内存通信的一个显而易见的好处是效率高，因为进程可以直接读写内存，而不需要任何数据的拷贝。...对于像管道和消息队列等通信方式，则需要在内核和用户空间进行四次的数据拷贝，而共享内存则只拷贝两次数据：一次从输入文件到共享内存区，另一次从共享内存区到输出文件。...：已达到系统对打开文件的限制 ENODEV：指定文件所在的文件系统不支持内存映射 ENOMEM：内存不足，或者进程已超出最大内存映射数量 EPERM：权能不足，操作不允许 ETXTBSY：已写的方式打开文件...MAP_PRIVATE //建立一个写入时拷贝的私有映射。内存区域的写入不会影响到原文件。这个标志和以上标志是互斥的，只能使用其中一个。 MAP_DENYWRITE //这个标志被忽略。

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    iOS文件内存映射——MMAP

    文件操作的更底层实现过程，是使用linux的read()、write()函数直接操作文件句柄（也叫文件描述符、fd）。...在操作系统层面，当App读取一个文件时，实际是有两步：先将文件从磁盘读取到物理内存，再从系统空间拷贝到用户空间（可以认为是复制到系统给App统一分配的内存）。...iOS系统使用页缓存机制，通过MMU（Memory Management Unit）将虚拟内存地址和物理地址进行映射，并且由于进程的地址空间和系统的地址空间不一样，所以还需要多一次拷贝。...而mmap将磁盘上文件的地址信息与进程用的虚拟逻辑地址进行映射，建立映射的过程与普通的内存读取不同：正常的是将文件拷贝到内存，mmap只是建立映射而不会将文件加载到内存中。...，通常读取文件是将文件读取到内存，会占用真正的物理内存；而mmap是用进程的内存虚拟地址空间去映射实际的文件中，这个过程由操作系统处理。

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    高端内存映射之kmap持久内核映射--Linux内存管理(二十)

    1 高端内存与内核映射 尽管vmalloc函数族可用于从高端内存域向内核映射页帧(这些在内核空间中通常是无法直接看到的), 但这并不是这些函数的实际用途....它与通过固定公式与物理内存关联的直接映射页相反，虚拟固定映射地址与物理内存位置之间的关联可以自行定义，关联建立后内核总是会注意到的. ?...永久内存映射区 该区域可访问高端内存. 访问方法是使用alloc_page(_GFP_HIGHMEM)分配高端内存页或者使用kmap函数将分配到的高端内存映射到该区域....总之，内核的高端线性地址是为了访问内核固定映射以外的内存资源。进程在使用内存时，触发缺页异常，具体将哪些物理页映射给用户进程是内核考虑的事情. 在用户空间中没有高端内存这个概念....即内核对于低端内存, 不需要特殊的映射机制, 使用直接映射即可以访问普通内存区域, 而对于高端内存区域, 内核可以采用三种不同的机制将页框映射到高端内存 : 分别叫做永久内核映射、临时内核映射以及非连续内存分配

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    【Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ② ( mmap 创建内存映射 | mmap 创建内存映射 与 malloc 申请内存对比 | mmap 创建内存映射 与 普通文件操作对比 )

    4、mmap 创建内存映射 二、mmap 创建内存映射 与 普通文件操作 对比 一、mmap 创建内存映射 与 malloc 申请内存对比 ---- 1、malloc 函数原型 C 标准库 stdlib.h...大于等于 划分阈值 , glibc 库 的 ptmalloc " 内存分配器 " 会使用 mmap 系统调用 , 向 Linux 内核申请内存 ; 4、mmap 创建内存映射 mmap 可以直接向 Linux...内核申请 " 虚拟内存 " , 不需要经过 " 用户态 “ 与 ” 内核态 " 之间的转换 ; 二、mmap 创建内存映射 与 普通文件操作 对比 ---- 使用 mmap 系统调用 与 传统文件 操作...对比 : 传统的文件操作 , 首先调用 fopen 函数打开文件 , 然后调用 fread fwrite 等函数操作文件 , 这些操作 在 用户模式 下调用 , 然后需要 切换到 内核模式 下调用 Linux..., 可以使用 mmap 系统调用 创建 共享的 " 文件映射 “ 类型的 ” 内存映射 “ , 进而实现了 ” 共享内存操作 " ;

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    Linux内核编程--内存映射和共享内存

    一，内存映射 对于磁盘文件和进程： 将一个文件或其它对象映射到进程地址空间，实现文件在磁盘的存储地址和进程地址空间中一段虚拟地址的映射关系。...没有内存映射的I/O操作示意图： 磁盘->内核空间->用户空间 有内存映射的I/O操作示意图：少了一个copy操作 内存映射的优点： 减少了拷贝次数，节省I/O操作的开支 用户空间和内核空间可以直接高效交互...step2: 进程a通过磁盘文件创建内存映射区 step3: 进程b通过磁盘文件创建内存映射区 step4: 进程a和进程b共同修改内存映射区实现进程通信 *基于内存映射区的进程间通信，是非阻塞的。...2.文件读写操作 step1: 读磁盘文件，获得文件描述符 step2: 基于文件描述符建立进程的内存映射区 step3: 利用进程进行内存映射区的读写操作 step4: 释放内存映射区，关闭文件描述符...： 内存映射和共享内存的区别： 1.内存映射与文件关联，共享内存不需要与文件关联，把共享内存理解为内存上的一个匿名片段。

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    Python内存映射文件读写方式

    ： Zhang Phil 补充知识：Python对二进制文件做内存映射，高效优雅地对内容随机访问 读写二进制文件还在使用open函数？...使用 mmap 模块实现对文件的内存映射，让我们读写二进制文件像操作数组一样高效优雅。 先给出一个实用函数，用来演示如何打开一个文件并对它进行内存映射操作。...需要强调的是，对某个文件进行内存映射并不会导致将整个文件读到内存中。也就是说，文件并不会拷贝到某种内存缓冲区或数组上。相反，操作系统只是为文件内容保留一段虚拟内存而已。...如果有多个Python解释器对同一个文件做了内存映射，得到的mmap对象可以用来在解释器之间交换数据。...以上这篇Python内存映射文件读写方式就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考。

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    JAVA NIO FileChannel 内存映射文件

    （copy-on-write）映射：通过put()修改的任何修改，会导致产生一个私有的数据 * 拷贝，宝贝中的数据只有MappedByteBuffer实例可以看到。...不会对底层文件做任何修改。若缓冲区被回收，修改丢 * 失，read/write方式建立通道。 * 做修改，拷贝副本前，其它方式的映射区的修改，会反映到当前区域。...映射相互的修改不可见 * 允许父子进程共享内存页 * 处理一个文件多个映射场景。 * 关闭通道，映射会保持。除非丢弃缓冲区本身。...，文件会做扩充 * MappedByteBuffer 内存映射缓冲池 * 基于MappedFileChannle的文件复制 * 读写锁 * 直接读取，修改磁盘上的文件...* 自动缓存内存页，比较高效。

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    iOS的文件内存映射——mmap

    文件操作的更底层实现过程，是使用linux的read()、write()函数直接操作文件句柄（也叫文件描述符、fd）。...在操作系统层面，当App读取一个文件时，实际是有两步：先将文件从磁盘读取到物理内存，再从系统空间拷贝到用户空间（可以认为是复制到系统给App统一分配的内存）。...而mmap将磁盘上文件的地址信息与进程用的虚拟逻辑地址进行映射，建立映射的过程与普通的内存读取不同：正常的是将文件拷贝到内存，mmap只是建立映射而不会将文件加载到内存中。...这样做的注意事项： 1、牺牲较大的虚拟内存，映射区域有多大就需要虚拟内存有多大；（故而太大的文件不适合映射整个文件，32位虚拟内存最大是4GB，可以只映射部分） 2、因为映射有额外的性能消耗，所以适用于频繁读操作的场景...总结 mmap就是文件的内存映射，通常读取文件是将文件读取到内存，会占用真正的物理内存；而mmap是用进程的内存虚拟地址空间去映射实际的文件中，这个过程由操作系统处理。

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    linux内存映射mmap原理分析

    一直都对内存映射文件这个概念很模糊，不知道它和虚拟内存有什么区别，而且映射这个词也很让人迷茫，今天终于搞清楚了。。。...在内存映射的过程中，并没有实际的数据拷贝，文件没有被载入内存，只是逻辑上被放入了内存，具体到代码，就是建立并初始化了相关的数据结构（struct address_space），这个过程有系统调用mmap...图1.内存映射原理 既然建立内存映射没有进行实际的数据拷贝，那么进程又怎么能最终直接通过内存操作访问到硬盘上的文件呢？那就要看内存映射之后的几个相关的过程了。...效率 从代码层面上看，从硬盘上将文件读入内存，都要经过文件系统进行数据拷贝，并且数据拷贝操作是由文件系统和硬件驱动实现的，理论上来说，拷贝数据的效率是一样的。...；而mmap()也是系统调用，如前所述，mmap()中没有进行数据拷贝，真正的数据拷贝是在缺页中断处理时进行的，由于mmap()将文件直接映射到用户空间，所以中断处理函数根据这个映射关系，直接将文件从硬盘拷贝到用户空间

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    【Linux 内核 内存管理】内存映射相关数据结构 ⑥ ( 文件映射 虚拟内存区域 | vm_area_struct | vm_operations_struct | 匿名映射 虚拟内存区域 )

    文章目录 一、文件映射 虚拟内存区域 1、文件映射 虚拟内存区域 的 vm_ops 成员 2、文件映射 虚拟内存区域 的 vm_file 成员 3、文件映射 虚拟内存区域 图示 二、匿名映射 虚拟内存区域...一、文件映射 虚拟内存区域 ---- " 文件映射 " 的 " 虚拟内存区域 " vm_area_struct 结构体 的 数据结构表示形式如下 ; 1、文件映射 虚拟内存区域 的 vm_ops 成员...deal with this struct. */ const struct vm_operations_struct *vm_ops; 参考 【Linux 内核 内存管理】内存映射相关数据结构 ④...匿名映射 " 类型的 " 内存映射 " , 该成员为 NULL ; struct file * vm_file; /* File we map to (can be NULL). */ 参考 【Linux...文件映射 虚拟内存区域 图示 二、匿名映射 虚拟内存区域 ---- 在 " 匿名映射 " 虚拟内存区域 中 , 与 " 文件映射 " 不同之处是 struct file * vm_file; 成员为空

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    c# 通过内存映射实现文件共享内存

    内存映射文件是利用虚拟内存把文件映射到进程的地址空间中去，在此之后进程操作文件，就像操作进程空间里的地址一样了，比如使用c语言的 memcpy等内存操作的函数。...这种方法能够很好的应用在需要频繁处理一个文件或者是一个大文件的场合，这种方式处理IO效率比普通IO效率要高 共享内存是内存映射文件的一种特殊情况，内存映射的是一块内存，而非磁盘上的文件。...MemoryMappedFiles命名空间，这个命名空间的类对windows 共享内存相关API做了封装，使.Net程序员可以更方便的使用内存映射文件。 在C#中使用共享内存。...System.Text; using System.IO; //引用内存映射文件命名空间 using System.IO.MemoryMappedFiles; namespace App1 {...using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading; //引用使用内存映射文件需要的命名空间

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    【Boost】Interprocess - 共享内存、文件映射介绍

    一、用法介绍       通过Interprocess，可以实现在共享内存、文件映射中保存vector、map等STL对象，并且可以使用自定义的类，官方文档介绍的也很详细了，下面是几个精简的示例...示例：基于文件映射的Map使用 #include #include <boost/interprocess/containers...e.what()); //file_mapping::remove("SharedMemory"); } return 0; } 执行后可以看到当前目录下已创建了内存文件...demo]# ls -al SharedMemory -rw-r--r-- 1 root root 65536 Feb 17 18:54 SharedMemory 示例：基于共享内存的...二、生命周期说明 机制上和Linux系统是一致的，分为进程级（进程退出销毁）、内核级（系统重启销毁）、文件系统级（文件删除销毁），这里不再赘述，附上官方原文。

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    【Linux 内核 内存管理】内存管理系统调用 ④ ( 代码示例 | mmap 创建内存映射 | munmap 删除内存映射 )

    文章目录 一、mmap 创建内存映射代码示例 1、fopen 打开或创建文件 2、lseek 设置文件大小 3、mmap 函数使用 4、munmap 删除内存映射 二、完整代码示例 一、mmap 创建内存映射代码示例...1 : 文件映射区的长度 PROT_READ | PROT_WRITE : 内存保护的标志位 , 该内存页的内容可以 读取 写入 MAP_SHARED : 指定映射关系 , 指的是该映射是进程的共享内存空间...fd : 文件描述符 , 被映射的文件 0 : 被映射文件的偏移量 , 从文件的哪个字节位置开始映射 如果返回 -1 指针 , 则说明 内存映射 创建失败 ; // 创建文件映射 //...; return -1; } // 创建完文件映射之后 , 文件描述符就可以释放了 close(fd); // 逐个字节拷贝 name_char...字符串 到 p_student 指向的内存中 , 该内存是文件映射内存 // 拷贝内存的同时 , 也会修改文件内容 memcpy((*(p_student + i)).

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    2.1 PE结构：文件映射进内存

    它可以将一个文件映射到内存中，这样我们就可以像访问内存一样访问文件。这个函数需要传入一个文件句柄以及一个映像的大小。它返回一个句柄，表示创建的内存映像。...结构体的指针，它描述内存映射对象的安全性，如果为NULL，则内存映射对象不可继承。...函数返回值为一个文件映射对象的句柄，如果函数执行失败，返回值为NULL。 MapViewOfFile 用来读取映射中的内存的API函数。...它需要传入一个映像的句柄以及一个偏移量，用来指定从哪个位置开始读取内存。该函数返回一个指向映射内存的指针，我们可以使用它来读取或修改映射内存中的数据。...可以使用CreateFileMapping函数创建，表示要映射到内存中的文件或共享内存的句柄。

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