Android跨进程通信-mmap函数

通过mmap或者内存共享的Linux IPC机制

直接将同一段内存映射到数据发送进程和数据接收进程的用户空间，这样数据发送进程只需要将数据拷贝到共享的内存区域，数据接收进程就可以直接使用数据了。

mmap函数

mmap是一个很重要的函数，它可以实现共享内存，但并不像SystemV和Posix的共享内存存粹的只用于共享内存，mmap()的设计，主要是用来做文件的映射的，它提供了我们一种新的访问文件的方案。

mmap函数的使用非常简单，我们来看一下

#include 
void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);

• addr：用于指定映射到进程空间的起始地址，为了应用程序的可移植性，一般设置为NULL，让内核来选择一个合适的地址
• length：表示映射到进程地址空间的大小
• prot：用于设置内核映射区域的读写属性等。
• flags：用于设置内存映射的属性，例如共享映射、私有映射等。
• fd：表示这个是一个文件映射，fd是打开文件的句柄。
• offset：在文件映射时，表示文件的偏移量。

常规文件操作为了提高读写效率和保护磁盘，使用了页缓存机制，这种机制会造成读文件时需要先将文件页从磁盘拷贝到页缓存中，由于页缓存处在内核空间，不能被用户进程直接寻址，所以还需要将页缓存中数据页再次拷贝到内存对应的用户空间中。

常规文件操作为了提高读写效率和保护磁盘，使用了页缓存机制，这种机制会造成读文件时需要先将文件页从磁盘拷贝到页缓存中，由于页缓存处在内核空间，不能被用户进程直接寻址，所以还需要将页缓存中数据页再次拷贝到内存对应的用户空间中。

而使用mmap操作文件中，由于不需要经过内核空间的数据缓存，只使用一次数据拷贝，就从磁盘中将数据传入内存的用户空间中，供进程使用。

mmap的关键点是实现了用户空间和内核空间的数据直接交互而省去了空间不同数据不通的繁琐过程，因此mmap效率很高。

Android中mmap()的使用场景

mmap()使用非常频繁，看过Android系统源码的人，肯定看到过大量的地方使用mmap()函数，比如上面提到的匿名共享内存的使用就使用到了mmap来映射/dev/ashmem里的文件。

这里我再介绍一种mmap()在Android系统上的使用场景，mmap的设计目的就是为了让文件的访问更有效率，所以当APK进行安装时，为了更高效的读取APK包里面的文件，同样也用到了mmap函数。

Dalvik在安装应用时，需要加载dex文件，然后进行odex优化处理，优化函数为dvmContinueOptimization，我们看一下他的大致实现。

bool dvmContinueOptimization(int fd, off_t dexOffset, long dexLength,
    const char* fileName, u4 modWhen, u4 crc, bool isBootstrap)
{
      ……
      //通过mmap映射dex文件
      mapAddr = mmap(NULL, dexOffset + dexLength, PROT_READ|PROT_WRITE,
                  MAP_SHARED, fd, 0);
      if (mapAddr == MAP_FAILED) {
          ALOGE("unable to mmap DEX cache: %s", strerror(errno));
          goto bail;
      }

      ……
      //验证和优化dex文件
      success = rewriteDex(((u1*) mapAddr) + dexOffset, dexLength,
                  doVerify, doOpt, &pClassLookup, NULL);

      ……
      //取消文件映射
      if (munmap(mapAddr, dexOffset + dexLength) != 0) {
          ALOGE("munmap failed: %s", strerror(errno));
          goto bail;
      }
      ……
bail:
    dvmFreeRegisterMapBuilder(pRegMapBuilder);
    free(pClassLookup);
    return result;
}

可以看到，dvmContinueOptimization函数中对dex文件的加载便用了mmap内存映射函数。