內存映射文件是將磁盤文件映射到進程地址空間，使程序像訪問內存一樣操作文件內容。1. 它通過操作系統自動管理緩存和分頁，提高大文件處理效率；2. linux 使用 mmap 和 munmap 實現，需指定映射地址、大小、權限、標志等參數；3. windows 通過 createfilemapping 和 mapviewoffile 實現類似功能；4. 跨平臺封裝可通過類實現不同系統調用各自 api，統一接口為 map 和 unmap；5. 使用時需注意文件大小、讀寫模式、錯誤判斷及資源釋放。
在c++中使用內存映射文件（Memory-Mapped File）是一種高效的文件讀寫方式，尤其適合處理大文件。它通過將文件映射到進程的地址空間，使得程序可以直接像訪問內存一樣訪問文件內容。mmap 是 linux 系統下常用的內存映射函數，但在 windows 上沒有直接對應的 mmap，需要做跨平臺適配。
什么是內存映射文件？
內存映射文件的核心思想是：把磁盤上的文件映射成一段內存地址。這樣讀寫文件就像操作數組一樣方便，而且操作系統會自動管理緩存和分頁，效率很高。
比如你想讀取一個幾十GB的日志文件，用傳統 fread 或 ifstream 可能會很慢，但用內存映射就可以按需加載部分數據，節省時間和資源。
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mmap 的基本用法（Linux）
在 Linux 下，使用的是
void* mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
- addr：建議的映射起始地址，通常設為 nullptr
- length：映射區域大小
- prot：訪問權限，如 PROT_READ、PROT_WRITE
- flags：映射選項，如 MAP_SHAred（修改會寫回文件）、MAP_PRIVATE（私有副本）
- fd：打開的文件描述符
- offset：文件偏移量（必須是頁對齊的）
示例代碼片段：
int fd = open("example.txt", O_RDONLY); char* data = (char*) mmap(nullptr, file_size, PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0); // 使用 data 操作文件內容 munmap(data, file_size); close(fd);
Windows 下怎么實現類似功能？
Windows 并不支持 mmap，但提供了類似的機制：CreateFileMapping + MapViewOfFile
步驟如下：
- 打開文件：CreateFile
- 創建文件映射對象：CreateFileMapping
- 映射到內存：MapViewOfFile
- 最后記得清理：UnmapViewOfFile 和 CloseHandle
示例偽代碼結構：
HANDLE hFile = CreateFile(...); HANDLE hMap = CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_READONLY, 0, 0, NULL); char* data = (char*) MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_READ, 0, 0, 0); // 使用 data UnmapViewOfFile(data); CloseHandle(hMap); CloseHandle(hFile);
如何實現跨平臺的 mmap 封裝？
為了統一接口，可以做一個簡單的封裝，在不同系統下調用各自 API：
class MemoryMappedFile { public: void* map(const char* filename, size_t& out_size); void unmap(); private: #ifdef _WIN32 HANDLE hMap; #else int fd; #endif void* data; };
在 .cpp 文件中根據平臺分別實現：
- Windows 版本調用 CreateFileMapping 等
- Linux/macos 調用 open, mmap, munmap
封裝后用戶只需要知道 map() 和 unmap() 即可，不用關心底層細節。
實際使用中的注意事項
- 文件大小要提前知道，否則無法確定映射長度
- 注意只讀/讀寫模式的選擇
- 映射失敗時要判斷返回值是否為 MAP_FaiLED 或 nullptr
- 如果是只讀場景，盡量使用 MAP_PRIVATE 或 PROT_READ 來提高安全性
- 不要忘記釋放資源（munmap / UnmapViewOfFile）
基本上就這些。雖然不同系統 API 不同，但邏輯差不多，只要做好封裝，就能寫出跨平臺兼容的內存映射文件操作代碼。
