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Linux系统中C++如何实现内存映射文件

小樊
39
2025-07-02 00:41:17
栏目: 编程语言

在Linux系统中,使用C++实现内存映射文件可以通过mmap系统调用完成。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操作来读写文件。

以下是一个简单的示例,演示如何在C++中使用mmap进行内存映射:

#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <cstring>

int main() {
    const char* filename = "test.txt";
    int fd = open(filename, O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        std::cerr << "Error opening file: " << std::strerror(errno) << std::endl;
        return 1;
    }

    struct stat sb;
    if (fstat(fd, &sb) == -1) {
        std::cerr << "Error getting file size: " << std::strerror(errno) << std::endl;
        close(fd);
        return 1;
    }

    size_t length = sb.st_size;
    void* addr = mmap(nullptr, length, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        std::cerr << "Error mapping file: " << std::strerror(errno) << std::endl;
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 现在可以通过内存操作来读写文件
    char* data = static_cast<char*>(addr);
    std::cout << "File content: " << data << std::endl;

    // 修改文件内容
    data[0] = 'H';

    // 刷新修改到磁盘
    if (msync(addr, length, MS_SYNC) == -1) {
        std::cerr << "Error syncing memory: " << std::strerror(errno) << std::endl;
    }

    // 解除内存映射
    if (munmap(addr, length) == -1) {
        std::cerr << "Error unmapping memory: " << std::strerror(errno) << std::endl;
    }

    close(fd);
    return 0;
}

解释

  1. 打开文件:使用open系统调用打开文件,并获取文件描述符fd
  2. 获取文件大小:使用fstat系统调用获取文件的大小。
  3. 内存映射:使用mmap系统调用将文件映射到内存中。参数包括映射的起始地址(nullptr表示由系统选择)、映射的长度、访问权限(PROT_READ表示只读)、映射类型(MAP_PRIVATE表示私有映射)和文件描述符。
  4. 读写文件:通过映射的内存地址直接读写文件内容。
  5. 同步修改:使用msync系统调用将内存中的修改同步到磁盘。
  6. 解除映射:使用munmap系统调用解除内存映射。
  7. 关闭文件:使用close系统调用关闭文件描述符。

注意事项

通过这种方式,可以在Linux系统中使用C++实现高效的内存映射文件操作。

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