内存映射(mmap)和共享内存(shm)
一、mmap
1、mmap是什么
mmap是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。实现这样的映射关系后，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作而不必再调用read,write等系统调用函数。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间，从而可以实现不同进程间的文件共享。
2、mmap和常规文件操作的区别
常规文件操作需要从磁盘到页缓存(处于内核空间，不能被用户进程直接寻址)，再到用户主存的两次数据拷贝。而mmap操控文件，只需要从磁盘到用户主存的一次数据拷贝过程（创建新的虚拟内存区域，建议文件磁盘地址和虚拟内存区域映射，一次拷贝）。
3、mmap的优点
mmap系统调用使得进程之间通过映射同一个普通文件实现共享内存。普通文件被映射到进程地址空间后，进程可以像访问普通内存一样对文件进行访问，不必再调用read()，write（）等操作。mmap并不分配空间, 只是将文件映射到调用进程的地址空间里, 然后你就可以用memcpy等操作写文件, 而不用write()了.写完后用msync()同步一下, 你所写的内容就保存到文件里了. 不过这种方式没办法增加文件的长度, 因为要映射的长度在调用mmap()的时候就决定了.
二、共享内存
共享内存区是最快的IPC形式。一旦这样的内存映射到共享它的进程的地址空间，这些进程间数据传递不再涉及到内核，换句话说是进程不再通过执行进入内核的系统调用来传递彼此的数据。
用管道或者消息队列传递数据：
用共享内存传递数据：
共享内存有两种方式，即 shm（shared memory） 和 mmap 方式。前者直接共享物理内存，后者通过一个中间文件间接共享内存。
三、内存映射和共享内存的区别
1、mmap保存到实际硬盘，实际存储并没有反映到主存上。优点：储存量可以很大（多于主存）；缺点：进程间读取和写入速度要比主存的要慢。—— 每个进程地址空间中开辟出一块空间进行映射
2、shm保存到物理存储器（主存），实际的储存量直接反映到主存上。优点，进程间访问速度（读写）比磁盘要快；缺点，储存量不能非常大（多于主存）—— 每个进程最终会映射到同一块物理内存
3、mmap系统调用并不是完全为了用于共享内存而设计的。它本身提供了不同于一般对普通文件的访问方式，进程可以像读写内存一样对普通文件的操作。而Posix或系统V的共享内存IPC则纯粹用于共享目的，当然mmap()实现共享内存也是其主要应用之一。
四、注意
1、物理内存和虚拟内存
物理内存是指由于安装内存条而获得的临时储存空间。主要作用是在计算机运行时为操作系统和各种程序提供临时储存。
虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续可用的内存（一个连续完整的地址空间），它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。
2、虚拟内存的工作模式
当每个进程创建的时候，内核会为进程分配4G的虚拟内存，当进程还没有开始运行时，这只是一个内存布局。实际上并不立即就把虚拟内存对应位置的程序数据和代码（比如.text .data段）拷贝到物理内存中，只是建立好虚拟内存和磁盘文件之间的映射就好（叫做存储器映射）。这个时候数据和代码还是在磁盘上的。当运行到对应的程序时，进程去寻找页表，发现页表中地址没有存放在物理内存上，而是在磁盘上，于是发生缺页异常，于是将磁盘上的数据拷贝到物理内存中。另外在进程运行过程中，要通过malloc来动态分配内存时，也只是分配了虚拟内存，即为这块虚拟内存对应的页表项做相应设置，当进程真正访问到此数据时，才引发缺页异常。
五、共享内存常用的接口
int shm_open(const char *name, int oflag, mode_t mode);
//用于创建或者打开共享内存文件,操作的文件一定是位于tmpfs文件系统里的,存放目录就是/dev/shm void *mmap(void *addr, size_t length, int port, int flags, int fd, off_t offset);
//将打开的文件映射到内存 int munmap(void *addr, size_t length);
//取消内存映射 int shm_unlink(const char *name);
//删除/dev/shm目录的文件 int ftruncate(int fd, off_t length);
//重置文件大小
