Linux下C++如何進行內存映射文件操作

在Linux下使用C++進行內存映射文件操作，通常會用到mmap系統調用。mmap允許將一個文件或設備映射到進程的地址空間，從而可以直接通過內存訪問文件內容，這樣可以提高文件讀寫的效率。

以下是一個簡單的例子，展示了如何在C++中使用mmap來映射一個文件：

#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); // 打開文件

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

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

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

    // 使用映射的內存
    // 例如，打印文件內容
    std::cout << static_cast<char*>(addr);

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

    // 關閉文件描述符
    close(fd);

    return EXIT_SUCCESS;
}

在這個例子中，我們首先使用open系統調用打開一個文件，然后使用fstat獲取文件的狀態信息，包括文件大小。接著，我們調用mmap將文件映射到內存中。mmap的參數包括：

• 第一個參數通常設為NULL，表示讓系統選擇映射的地址。
• 第二個參數是映射區域的大小，這里我們使用sb.st_size獲取文件的大小。
• 第三個參數是映射區域的權限，PROT_READ表示映射區域可讀，PROT_WRITE表示可寫，PROT_EXEC表示可執行。
• 第四個參數是映射選項，MAP_SHARED表示映射區域是共享的，對映射區域的修改會反映到文件中；MAP_PRIVATE表示映射區域是私有的，對映射區域的修改不會反映到文件中。
• 第五個參數是文件描述符。
• 第六個參數是文件中的偏移量，這里我們映射整個文件，所以偏移量為0。

映射成功后，mmap返回一個指向映射區域的指針，我們可以像操作普通內存一樣操作這個指針。在完成操作后，應該使用munmap解除映射，并關閉文件描述符。

請注意，這個例子中的代碼沒有進行錯誤處理，實際應用中應該添加適當的錯誤處理邏輯。此外，映射大文件時需要注意虛擬地址空間的限制，以及可能的內存碎片問題。