MMAP详解 && RocketMQ和Redis为什么使用MMAP

经历：本人一次面试过程中，一位面试官问RocketMq为什么写入性能这么好，然后我巴拉巴拉跟他说了一堆有关零拷贝，mmap相关知识，最后面试官来了一句，你说的mmap技术跟写入好像没多大关系，当时仔细一想好像是这么回事，只是将网上的mmap八股文背了下来没有真正的去理解他。。。。

📌 1. 什么是 mmap？

mmap（Memory Map） 是一种将 文件或设备 映射到 进程的地址空间 的方法。通过 mmap，应用程序可以像操作内存一样访问文件内容，而不需要使用传统的 I/O 读写系统调用。

• 操作系统支持： 几乎所有现代操作系统（如 Linux、Windows）都提供 mmap 支持。
• 应用场景： 用于处理大文件、高效读取日志、数据库设计等。

⚙️ 2. mmap 的工作原理

mmap 将文件内容直接映射到进程的虚拟内存中，省去了多次 I/O 读写的开销。主要流程包括：

1. 文件映射： 系统调用 mmap() 将文件映射到虚拟地址空间
2. 内存访问： 访问映射区域时，内核会维护一张页表，记录文件的物理页与进程虚拟内存页之间的对应关系。
3. 同步机制： 可以选择将内存中的更改同步回文件。

🧩 3. mmap 的优势

1. 高效读取：

   • 直接访问内存，避免了频繁的 I/O 系统调用，提升性能。

2. 零拷贝技术：

   • 数据无需在用户空间和内核空间之间多次拷贝。

3. 随机访问：

   • 适合大文件的随机读取和写入操作。

4. 共享内存：

   • 不同进程可以共享同一个内存映射区域，实现跨进程通信（IPC）。

⚠️ 6. mmap 的注意事项

1. 页面对齐：
   映射的地址和大小必须是 内存页面大小 的整数倍。

2. 同步问题：

   • 使用 msync() 强制将修改同步到磁盘。
   • 不同步会导致数据丢失风险。

3. 资源管理：
   使用完毕后必须调用 munmap() 释放内存映射，避免内存泄漏。

🧠 7. mmap 在实际场景中的应用

1. 大文件处理：
   读取大型日志文件、图片、视频等，避免加载整个文件到内存中。

2. 使用场景案例：
   如  RocketMq，Redis 使用 mmap 提高性能。

3. 进程间通信（IPC）：
   通过共享内存区域进行高效数据交换。