内存映射（Memory Map）

内存映射在Linux操作系统中非常重要，因为其涉及到高效的跨进程通信 和 文件操作。

定义

关联进程中的1个虚拟内存区域 和 1个磁盘上的对象，使得二者存在映射关系。

上述的映射过程：
1.初始化该虚拟内存区域
2.虚拟内存区域被初始化后，虚拟内存区域被初始化后，就会在交换区(swap area)之间换来换去。
3.被映射的对象称为：共享对象（普通文件 / 匿名文件）

作用

若存在上述映射关系，则具备以下特征：在多个进程的虚拟内存区域已和同1个共享对象建立映射关系的前提下，若其中1个进程对该虚拟区域进行写操作，那么对于也把该共享对象映射到其自身虚拟内存区域的进程也是可见的。
示意图如下：

假设进程1和进程2的虚拟内存区域同时映射到同一个共享对象，当进程1对其虚拟内存区域进行写操作时，也会映射到进程2中的虚拟内存区域。

实现过程

内存映射的实现过程主要是通过Linux系统下的系统调用函数：mmap()，该函数的作用是创建虚拟内存区域 ，并且与共享对象建立映射关系。
其函数原型、具体使用 和 内部流程 如下：

/**
  * 函数原型
  */
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

/**
  * 具体使用（用户进程调用mmap（））
  * 下述代码即创建了一片大小 = MAP_SIZE的接收缓存区，并且关联到共享对象中（即建立映射）
  */
  mmap(NULL, MAP_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);

/**
  * 内部原理
  * 步骤1：创建虚拟内存区域
  * 步骤2：实现地址映射关系，即：进程的虚拟地址空间 -> 共享对象
  * 注： 
  *    a. 此时，该虚拟地址并没有任何数据关联到文件中，仅仅只是建立映射关系
  *    b. 当其中1个进程对虚拟内存写入数据时，则真正实现了数据的可见
  */

特点

1. 提高数据的读、写和传输的时间性能， 减少了数据拷贝次数， 用户空间和内核空间的高效交互（通过映射的区域直接交互），用内存读写代替I/O读写
2. 提高内存利用率：通过虚拟内存 和 共享对象

应用场景

在Linux系统下，根据内存映射的本质原理和特点，其应用场景在于：

1. 实现内存共享：如 跨进程通信
2. 提高数据读 / 写效率 ：如 文件读 / 写操作

参考：
操作系统：图文详解 内存映射
理解虚拟内存机制