深入理解内存映射文件：RDWR模式下的数据同步机制

package main

import (
    "fmt"
    "io/ioutil"
    "log"
    "os"
    "syscall" // For msync flags if not using a wrapper
)

// 假设我们有一个mmap库，提供Map和Flush方法
type MMap []byte

// Map 函数模拟将文件映射到内存
func Map(file *os.File, mode int, offset int64) (MMap, error) {
    // 实际实现会调用syscall.Mmap
    // 这里简化为返回一个字节切片，并假定已映射
    // mode 0 for RDONLY, 1 for RDWR, 2 for COPY (simplified)

    // 为了演示，我们创建一个临时文件并写入一些内容
    // 实际应用中会映射传入的文件f
    data := make([]byte, 1024)
    for i := 0; i < len(data); i++ {
        data[i] = byte(i % 26 + 'a')
    }
    _, err := file.WriteAt(data, 0)
    if err != nil {
        return nil, err
    }

    // 模拟mmap返回一个可操作的字节切片
    return data, nil // 实际应返回映射的内存区域
}

// Flush 方法模拟调用msync
func (m MMap) Flush() error {
    // 实际实现会调用syscall.Msync(m, syscall.MS_SYNC)
    fmt.Println("执行 mmap.Flush()，强制将内存修改同步到磁盘...")
    // 模拟msync成功
    return nil 
}

func main() {
    // 创建一个临时文件用于测试
    tmpfile, err := ioutil.TempFile("", "mmap_test_*.txt")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer os.Remove(tmpfile.Name()) // 清理临时文件
    defer tmpfile.Close()

    // 初始内容
    initialContent := "abcdefghij"
    _, err = tmpfile.WriteString(initialContent)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    err = tmpfile.Sync() // 确保初始内容写入磁盘
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 重新打开文件以获取文件描述符
    file, err := os.OpenFile(tmpfile.Name(), os.O_RDWR, 0644)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer file.Close()

    // 1. 映射文件为RDWR模式
    // 在实际的mmap库中，这里会传入文件描述符和长度
    mmap, err := syscall.Mmap(int(file.Fd()), 0, len(initialContent), syscall.PROT_READ|syscall.PROT_WRITE, syscall.MAP_SHARED)
    if err != nil {
        log.Fatalf("Mmap failed: %v", err)
    }
    defer syscall.Munmap(mmap) // 解除映射

    fmt.Printf("原始映射内容: %s\n", string(mmap))

    // 2. 修改内存映射区域
    mmap[0] = 'X'
    mmap[1] = 'Y'
    fmt.Printf("修改后内存映射内容 (未Flush): %s\n", string(mmap))

    // 3. 此时，文件内容可能尚未更新。
    // 尝试直接从文件读取，可能仍是旧内容（取决于OS缓存）
    fileContentBeforeFlush, _ := ioutil.ReadFile(tmpfile.Name())
    fmt.Printf("修改后文件内容 (未Flush直接读取): %s\n", string(fileContentBeforeFlush))

    // 4. 调用Flush（即msync）强制同步
    err = syscall.Msync(mmap, syscall.MS_SYNC) // 模拟mmap.Flush()
    if err != nil {
        log.Fatalf("Msync failed: %v", err)
    }
    fmt.Println("mmap.Flush() 调用完成。")

    // 5. 再次从文件读取，现在应该看到更新后的内容
    fileContentAfterFlush, _ := ioutil.ReadFile(tmpfile.Name())
    fmt.Printf("修改后文件内容 (Flush后直接读取): %s\n", string(fileContentAfterFlush))

    // 验证
    if string(fileContentAfterFlush[:2]) == "XY" {
        fmt.Println("验证成功：数据已通过Flush同步到文件。")
    } else {
        fmt.Println("验证失败：数据未同步到文件。")
    }
}