mmap和madvise的使用

本文介绍mmap和madvise在Linux环境中的使用方法,解析如何通过madvise预加载索引文件来减少访问延迟,提升内存映射文件的访问效率。

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mmap和madvise的使用

1.    madvise的简介
     
     madvise可以设置内存的分配方式或者说是分配的细节方式。具体参见linux man madvise。

2.  mmap和madvise的使用

     mmap的作用是将硬盘文件的内容映射到内存中,采用闭链哈希建立的索引文件非常适合利用mmap的方式进行内存映射,利用mmap返回的地址指针就是索引文件在内存中的首地址,这样我们就可以放心大胆的访问这些内容了。

      使用过mmap映射文件的同学会发现一个问题,search程序访问对应的内存映射时,处理query的时间会有latecny会陡升,究其原因是因为mmap只是建立了一个逻辑地址,linux的内存分配测试都是采用延迟分配的形式,也就是只有你真正去访问时采用分配物理内存页,并与逻辑地址建立映射,这也就是我们常说的缺页中断。  

      缺页中断分为两类,一种是内存缺页中断,这种的代表是malloc,利用malloc分配的内存只有在程序访问到得时候,内存才会分配;另外就是硬盘缺页中断,这种中断的代表就是mmap,利用mmap映射后的只是逻辑地址,当我们的程序访问时,内核会将硬盘中的文件内容读进物理内存页中,这里我们就会明白为什么mmap之后,访问内存中的数据延时会陡增。

       出现问题解决问题,上述情况出现的原因本质上是mmap映射文件之后,实际并没有加载到内存中,要解决这个文件,需要我们进行索引的预加载,这里就会引出本文讲到的另一函数madvise,这个函数会传入一个地址指针,已经是一个区间长度,madvise会向内核提供一个针对于于地址区间的I/O的建议,内核可能会采纳这个建议,会做一些预读的操作。例如MADV_SEQUENTIAL这个就表明顺序预读。

      如果感觉这样还不给力,可以采用read操作,从mmap文件的首地址开始到最终位置,顺序的读取一遍,这样可以完全保证mmap后的数据全部load到内存中。

      

      

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