关于MAP_PRIVATE与MAP_SHARED的mmap内存映射特性咨询

这问题问到点子上了，刚好是mmap两种常用标志的核心差异点，我分两部分给你解释清楚：

结论：PS/PH的修改不一定会被PV看到，PV也不是完全不受SHARED进程修改的影响，关键看PV有没有对对应内存页执行过写入操作。

咱们先搞懂MAP_PRIVATE的核心机制——写时复制（Copy-On-Write，简称COW）：

• 当PV刚用MAP_PRIVATE映射文件时，它的虚拟内存页和PS、PH（还有内核的文件页缓存）是共享同一块物理内存的。
• 如果PV还没对某块内存写过，那PS或PH通过MAP_SHARED修改的内容会直接同步到共享的物理页（也就是页缓存），这时候PV去读这块内存，看到的就是修改后的内容。
• 但一旦PV对某块内存执行了写入操作，内核会立刻为PV复制出一块专属的物理页，把原来的内容拷贝过来，之后PV的读写都在这块私有页上进行。这时候不管PS/PH怎么改，都碰不到PV的私有页，PV也完全看不到他们的修改；反过来PV的修改也不会同步给别人——这就是你提到的“PV对内存块的修改不会同步到PS和PH”的底层原因。

结论：在三者都没执行写入操作的情况下，它们会共享同一块物理内存；MAP_SHARED和MAP_PRIVATE本身不会直接触发独立的物理内存分配，只有MAP_PRIVATE进程执行写入时才会触发COW分配私有页。

具体细节：

• mmap映射文件时，内核会先把文件内容加载到页缓存（这是物理内存的一部分），然后给进程的虚拟地址空间建立映射指向这些页缓存。
• 不管是MAP_SHARED还是MAP_PRIVATE，只要进程没对映射内存执行写入，虚拟页都会直接指向页缓存的物理页——所以三个进程此时共享同一块物理内存，没有额外的物理内存分配。
• 只有当MAP_PRIVATE的进程（也就是PV）写内存时，内核才会分配新的物理页，拷贝原页缓存的内容，然后把PV的虚拟页映射到这块新页上，实现“私有”。而MAP_SHARED的进程不管怎么写，都是直接修改共享的页缓存，不会分配新物理页（前提是文件本身可写，映射时没加PROT_READ限制）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Viper Bailey