1. 不一定会加载整个文件
在内存映射(mmap)机制下,通常不会一次性将整个文件加载到内存中。操作系统会根据内存访问的模式(如进程对映射区域的读取和写入操作)来动态地加载文件内容到内存。
例如,当你通过内存映射打开一个很大的文件(如一个 10GB 的数据库文件),在开始时,只有文件的一部分(可能是内存页大小的整数倍,如 4KB 或 8KB,这取决于操作系统的内存管理单元设置)会被加载到内存中。这部分通常是与初始访问位置相关的页面。
2. 按需加载原理
页式管理:操作系统采用页式内存管理来实现内存映射。当程序访问映射区域中尚未加载到内存的页面时,会触发一个缺页中断(page - fault)。这时,操作系统会从磁盘文件中将对应的页面内容加载到内存中。
假设一个文本文件被内存映射,当你第一次读取文件开头部分的内容时,只有包含开头部分的内存页被加载。如果之后你要读取文件中间部分的内容,只有在访问到中间部分对应的页面时,才会将这些页面从磁盘加载到内存。
3. 影响加载的因素
访问模式:如果是顺序访问文件内容,操作系统会根据访问顺序逐步加载文件页面。但如果是随机访问,每次访问未加载的页面都会触发缺页中断,导致相应页面被加载。
内存压力:操作系统还会考虑内存的使用情况。如果内存资源紧张,可能会将已经加载但长时间未使用的页面从内存中换出(写入磁盘的交换空间),以腾出空间给新需要加载的页面。
4. 特殊情况
预读策略:有些操作系统可能会采用预读策略。例如,当读取一个文件页面时,操作系统可能会根据文件系统的设置和以往的访问模式,预先加载该页面之后的几个页面。这样做的目的是为了提高性能,假设程序接下来可能会顺序访问这些页面。
但是,这种预读仍然不是一次性将整个文件加载,而且预读的范围相对有限,只是在一定程度上利用局部性原理(程序访问的局部性包括时间局部性和空间局部性)来优化文件访问效率。