前言

最近一段项目上总是出现一些因为文件没有及时保存而产生的问题，因此小编就在网上寻找到了这个文件存储方法mmap，这里为大家进行下简单的介绍。

简介

首先我们需要对iOS中各App的运行环境进行了解，进程即App运行的基本单位，进程之间相对独立。iOS系统中App运行的内存空间地址是虚拟空间地址，存储数据是在各自的沙盒。当我们在App中去读写沙盒中的文件时，我们会使用NSFileManager去查找文件，然后可以使用NSData去加载二进制数据。文件操作的更底层实现过程，是使用linux的read()、write()函数直接操作文件句柄(也叫文件描述符、fd)。

在操作系统层面，当App读取一个文件时，实际是有两步：先将文件从磁盘读取到物理内存，再从系统空间拷贝到用户空间(可以认为是复制到系统给App统一分配的内存)。

iOS系统使用页缓存机制，通过MMU(Memory Management Unit)将虚拟内存地址和物理地址进行映射，并且由于进程的地址空间和系统的地址空间不一样，所以还需要多一次拷贝。

而mmap将磁盘上文件的地址信息与进程用的虚拟逻辑地址进行映射，建立映射的过程与普通的内存读取不同：正常的是将文件拷贝到内存，mmap只是建立映射而不会将文件加载到内存中。App 只管往里面写数据，由 iOS 负责将内存回写到文件，不必担心 crash 导致数据丢失。

下面两个图分别显示进程读取磁盘文件的过程和使用mmap进行文件映射的过程。

图1

图2

实现代码

以官网的demo为例，其他的代码很简明直接，核心就在于mmap函数。

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

*outDataPtr = mmap(NULL,                   size,                   PROT_READ|PROT_WRITE,                   MAP_FILE|MAP_SHARED,                   fileDescriptor,                   0);

start：映射开始地址，设置NULL则让系统决定映射开始地址；length：映射区域的长度，单位是Byte；prot：映射内存的保护标志，主要是读写相关，是位运算标志；(记得与下面fd对应句柄打开的设置一致)flags：映射类型，通常是文件和共享类型；fd：文件句柄；off_toffset：被映射对象的起点偏移；

读写的例子如下：

#import "ViewController.h"#import #import 

int MapFile(const char * inPathName, void ** outDataPtr, size_t * outDataLength, size_t appendSize){    int outError;    int fileDescriptor;    struct stat statInfo;

    // Return safe values on error.    outError = 0;    *outDataPtr = NULL;    *outDataLength = 0;

    // Open the file.    fileDescriptor = open( inPathName, O_RDWR, 0 );    if( fileDescriptor 0 )    {        outError = errno;    }    else    {        // We now know the file exists. Retrieve the file size.        if( fstat( fileDescriptor, &statInfo ) != 0 )        {            outError = errno;        }        else        {            ftruncate(fileDescriptor, statInfo.st_size + appendSize);            fsync(fileDescriptor);            *outDataPtr = mmap(NULL,                               statInfo.st_size + appendSize,                               PROT_READ|PROT_WRITE,                               MAP_FILE|MAP_SHARED,                               fileDescriptor,                               0);            if( *outDataPtr == MAP_FAILED )            {                outError = errno;            }            else            {                // On success, return the size of the mapped file.                *outDataLength = statInfo.st_size;            }        }

        // Now close the file. The kernel doesn’t use our file descriptor.        close( fileDescriptor );    }

    return outError;}

void ProcessFile(const char * inPathName){    size_t dataLength;    void * dataPtr;    char *appendStr = " append_key";    int appendSize = (int)strlen(appendStr);    if( MapFile(inPathName, &dataPtr, &dataLength, appendSize) == 0) {        dataPtr = dataPtr + dataLength;        memcpy(dataPtr, appendStr, appendSize);        // Unmap files        munmap(dataPtr, appendSize + dataLength);    }}

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    // Do any additional setup after loading the view.    NSString *path = [NSHomeDirectory() stringByAppendingPathComponent:@"test.data"];    NSLog(@"path: %@", path);    NSString *str = @"test str";    [str writeToFile:path atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];

    ProcessFile(path.UTF8String);    NSString *result = [NSString stringWithContentsOfFile:path encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];    NSLog(@"result:%@", result);}

最后

mmap就是文件的内存映射，通常读取文件是将文件读取到内存，会占用真正的物理内存；而mmap是用进程的内存虚拟地址空间去映射实际的文件中，这个过程由操作系统处理。mmap不会为文件分配物理内存，而是相当于将内存地址指向文件的磁盘地址，后续对这些内存进行的读写操作，会由操作系统同步到磁盘上的文件。这种操作也节省了很多内存占用，极大的提升了进程的性能。

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