内存映射文件是将文件内容映射到进程地址空间，实现高效读写和进程间通信。1. windows 下通过 createfile、createfilemapping 和 mapviewoffile 实现；2. linux 使用 open、mmap 和 munmap 完成映射；3. 跨平台兼容可通过抽象接口与条件编译封装不同实现；4. 注意检查返回值、处理对齐、线程安全及性能适用性。合理封装后，内存映射适用于大文件处理且易于维护。
在C++中实现内存映射文件，是一种高效操作大文件的方式。它通过将文件内容直接映射到进程的地址空间，使得程序可以像访问内存一样读写文件内容，避免了频繁的系统调用和缓冲区拷贝。
要实现跨平台的内存映射文件，就需要分别处理不同操作系统下的实现方式。Windows 和 Linux 在这方面有各自的 API 接口，因此需要做一定的封装或条件编译。
什么是内存映射文件？
内存映射文件（Memory-Mapped File）是操作系统提供的一种机制，允许将一个文件或一部分文件的内容映射到进程的虚拟地址空间中。一旦映射成功，程序就可以通过指针直接访问文件数据，而不需要使用传统的 read/write 调用。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
这种方式的优势包括：
- 减少 I/O 操作次数
- 提高大文件处理效率
- 可用于进程间通信（IPC）
常见于日志分析、数据库引擎、配置文件读取等场景。
Windows 下如何实现内存映射？
在 Windows 平台上，主要涉及以下几个步骤：
- 使用
CreateFile
打开目标文件 - 使用
CreateFileMapping
创建一个文件映射对象 - 使用
MapViewOfFile
将文件映射到当前进程的地址空间
基本代码结构如下：
HANDLE hFile = CreateFile(L"test.txt", GENERIC_READ, 0, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL); HANDLE hMap = CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_READONLY, 0, 0, NULL); void* pData = MapViewOfFile(hMap, FILE_MAP_READ, 0, 0, 0); // 使用pData读取文件内容... UnmapViewOfFile(pData); CloseHandle(hMap); CloseHandle(hFile);
注意：所有句柄都必须在使用完毕后关闭，否则会导致资源泄漏。
Linux 下如何实现内存映射？
Linux 系统使用的是 POSIX 标准接口，主要包括
open、
mmap和
munmap几个函数。
实现流程如下：
- 使用
open
打开文件 - 使用
mmap
映射文件到内存 - 操作完成后使用
munmap
解除映射
示例代码：
int fd = open("test.txt", O_RDONLY);
struct stat sb;
fstat(fd, &sb);
char* addr = (char*) mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
// 使用addr访问文件内容...
munmap(addr, sb.st_size);
close(fd);其中，
MAP_PRIVATE表示只读共享映射，不会影响原始文件。
如何实现跨平台兼容？
为了在不同平台上统一使用内存映射功能，通常的做法是：
- 定义一个抽象类或结构体作为接口
- 针对不同平台编写各自的实现
- 使用宏定义控制编译路径
例如：
#ifdef _WIN32
// Windows 实现
#else
// Linux 实现
#endif关键点在于统一对外暴露的接口，比如：
class MemoryMappedFile {
public:
bool open(const std::string& path);
void close();
const char* data() const;
size_t size() const;
private:
void* _data;
size_t _size;
};这样上层逻辑可以完全不关心底层细节，提高可维护性。
常见问题与注意事项
-
映射失败处理：每次调用映射函数都要检查返回值，如
mmap
返回MAP_FAILED
或MapViewOfFile
返回 NULL。 - 对齐问题：某些系统要求映射大小按页对齐（通常是4KB），否则会自动调整。
- 多线程安全：多个线程同时访问映射区域时要注意同步。
- 性能考量：对于小文件，传统 IO 方式可能更简单高效；内存映射更适合大文件或频繁随机访问的场景。
基本上就这些。只要理解平台差异并做好封装，实现跨平台的内存映射并不复杂但容易忽略细节。
