Linux下C++如何进行内存映射文件操作 - 问答

在Linux下使用C++进行内存映射文件操作，通常会用到mmap系统调用。mmap允许将一个文件或设备映射到进程的地址空间，从而可以直接通过内存访问文件内容，这样可以提高文件读写的效率。

以下是一个简单的例子，展示了如何在C++中使用mmap来映射一个文件：

#include <iostream>
#include <fcntl.h> // For O_* constants
#include <sys/mman.h> // For mmap()
#include <sys/stat.h> // For stat()
#include <unistd.h> // For close()
#include <cstring> // For memset()

int main() {
    const char *filename = "test.txt"; // 要映射的文件名
    int fd = open(filename, O_RDONLY); // 打开文件

    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    struct stat sb;
    if (fstat(fd, &sb) == -1) { // 获取文件状态
        perror("fstat");
        close(fd);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // 映射文件到内存
    void *addr = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        close(fd);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // 使用映射的内存
    // 例如，打印文件内容
    std::cout << static_cast<char*>(addr);

    // 解除映射
    if (munmap(addr, sb.st_size) == -1) {
        perror("munmap");
    }

    // 关闭文件描述符
    close(fd);

    return EXIT_SUCCESS;
}

在这个例子中，我们首先使用open系统调用打开一个文件，然后使用fstat获取文件的状态信息，包括文件大小。接着，我们调用mmap将文件映射到内存中。mmap的参数包括：

第一个参数通常设为NULL，表示让系统选择映射的地址。
第二个参数是映射区域的大小，这里我们使用sb.st_size获取文件的大小。
第三个参数是映射区域的权限，PROT_READ表示映射区域可读，PROT_WRITE表示可写，PROT_EXEC表示可执行。
第四个参数是映射选项，MAP_SHARED表示映射区域是共享的，对映射区域的修改会反映到文件中；MAP_PRIVATE表示映射区域是私有的，对映射区域的修改不会反映到文件中。
第五个参数是文件描述符。
第六个参数是文件中的偏移量，这里我们映射整个文件，所以偏移量为0。

映射成功后，mmap返回一个指向映射区域的指针，我们可以像操作普通内存一样操作这个指针。在完成操作后，应该使用munmap解除映射，并关闭文件描述符。

请注意，这个例子中的代码没有进行错误处理，实际应用中应该添加适当的错误处理逻辑。此外，映射大文件时需要注意虚拟地址空间的限制，以及可能的内存碎片问题。

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