mmap内存映射、Js_this

summary_2018/08 language_js pocc(计组)

1、日常工作

1.1、js：this关键字

1.2、账号集群服务集成测试

1.3、mmap浅读

2、技术学习

2.1、js：this关键字

• 在 JavaScript中，this是动态绑定，或称为运行期绑定的，这就导致 JavaScript中的this关键字有能力具备多重含义，及灵活性。

## 全局上下文
console.log(this)  // {}
## 在函数上下文（严格模式/非严格模式）
// 正常模式,node环境下
function f() {
  console.log(this === global);
}
f() // true
// !!! there is a  Tips
const a = {
  a1 : function () {
    this.b1='b'
    function c1() {
      console.log(this === global) // true
    }
    c1()  // 在严格模式下，如果this没有被执行上下文（execution context）定义，那它将保持为undefined。因为c1是被直接调用的，而不是作为对象的属性或方法调用的（如 window.f2()）
  }
}
Tips：此时this绑定到全局对象，算是js的一个设计缺陷，实际应该绑定到外层对应的对象,可以采取that（约定）变量来代替this，传递（或者用严格模式来注意这个风险），比如还可以使用call、apply和bind方法绑定，而es6箭头函数也可以避免这个问题
// call、apply、bind
1、bind：
function f(){
  return this.a;
}
const g = f.bind({a:"azerty"});
console.log(g()); // azerty
const h = g.bind({a:'yoo'}); // 不能对绑定后的结果再次绑定
console.log(h()); // azerty
const o = {a:37, f:f, g:g, h:h};
console.log(o.f(), o.g(), o.h()); // 37, azerty, azerty
2、apply
apply() 方法调用一个函数,其具有一个指定的this值，以及作为一个数组（或类似数组的对象）提供的参数。
function f () {
  console.log(this.a)
}
f.apply({a:1}) // 1
3、call
call() 方法调用一个函数,其具有一个指定的this值和分别地提供的参数(参数的列表)。
function Product(name, price) {
  this.name = name;
  this.price = price;
}
function Food(name, price) {
  Product.call(this, name, price);
  this.category = 'food';
}
new Food('cheese', 5).name
// 严格模式
function f() {
  'use strict';
  console.log(this === undefined);
}
f() // true
Tips：对构造函数十分有用，当未使用new关键字时，this对象会指向全局变量,而在严格模式下，会指向undefined
## 在对象中调用，指向当前对象(原型链上查找)
Tip:在原型链上查找，即使使用自己继承的原型的方法，this关键字也是指向自己的
const o = {
  f: function () {
    console.log(this)
    return this.a + this.b
  }
}
const p = Object.create(o)
p.a = 1
p.b = 4
console.log(p.f()) // { a: 1, b: 4 } 5

2.2、mmap浅读

• mmap是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。实现这样的映射关系后，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作而不必再调用read,write等系统调用函数。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间（反之亦然），从而可以实现不同进程间的文件共享。如下图所示：
  
• mmap内存映射过程

mmap内存映射的实现过程，总的来说可以分为三个阶段：
### 进程启动映射过程，并在虚拟地址空间中为映射创建虚拟映射区域
1、进程在用户空间调用库函数mmap，原型：void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
2、在当前进程的虚拟地址空间中，寻找一段空闲的满足要求的连续的虚拟地址
3、为此虚拟区分配一个vm_area_struct结构，接着对这个结构的各个域进行了初始化
4、将新建的虚拟区结构（vm_area_struct）插入进程的虚拟地址区域链表或树中
### 调用内核空间的系统调用函数mmap（不同于用户空间函数），实现文件物理地址和进程虚拟地址的一一映射关系
5、为映射分配了新的虚拟地址区域后，通过待映射的文件指针，在文件描述符表中找到对应的文件描述符，通过文件描述符，链接到内核“已打开文件集”中该文件的文件结构体（struct file），每个文件结构体维护着和这个已打开文件相关各项信息。
6、通过该文件的文件结构体，链接到file_operations模块，调用内核函数mmap，其原型为：int mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma)，不同于用户空间库函数。
7、内核mmap函数通过虚拟文件系统inode模块定位到文件磁盘物理地址。
8、通过remap_pfn_range函数建立页表，即实现了文件地址和虚拟地址区域的映射关系。此时，这片虚拟地址并没有任何数据关联到主存中。
### 进程发起对这片映射空间的访问，引发缺页异常，实现文件内容到物理内存（主存）的拷贝
注：前两个阶段仅在于创建虚拟区间并完成地址映射，但是并没有将任何文件数据的拷贝至主存。真正的文件读取是当进程发起读或写操作时。
9、进程的读或写操作访问虚拟地址空间这一段映射地址，通过查询页表，发现这一段地址并不在物理页面上。因为目前只建立了地址映射，真正的硬盘数据还没有拷贝到内存中，因此引发缺页异常。
10、缺页异常进行一系列判断，确定无非法操作后，内核发起请求调页过程。
11、调页过程先在交换缓存空间（swap cache）中寻找需要访问的内存页，如果没有则调用nopage函数把所缺的页从磁盘装入到主存中。
12、之后进程即可对这片主存进行读或者写的操作，如果写操作改变了其内容，一定时间后系统会自动回写脏页面到对应磁盘地址，也即完成了写入到文件的过程。
注：修改过的脏页面并不会立即更新回文件中，而是有一段时间的延迟，可以调用msync()来强制同步, 这样所写的内容就能立即保存到文件里了。

• linux常规文件操作过程
  
  • 缓存与I/O：流程

// 常规文件系统操作（调用read/fread等类函数）中，函数的调用过程：
1、进程发起读文件请求。
2、内核通过查找进程文件符表，定位到内核已打开文件集上的文件信息，从而找到此文件的inode。
3、inode在address_space上查找要请求的文件页是否已经缓存在页缓存中。如果存在，则直接返回这片文件页的内容。
4、如果不存在，则通过inode定位到文件磁盘地址，将数据从磁盘复制到页缓存。之后再次发起读页面过程，进而将页缓存中的数据发给用户进程。
## 总的来说：两次拷贝（内核空间和用户空间）
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。这样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。这样，通过了两次数据拷贝过程，才能完成进程对文件内容的获取任务。写操作也是一样：数据——流缓存区(用户层带缓存I/O)——内核缓存区(满了一次性写入磁盘)——磁盘

• mmap的优缺点

1、对文件的读取操作跨过了页缓存，减少了数据的拷贝次数，用内存读写取代I/O读写，提高了文件读取效率。
2、3种数据结构的高效，其页映射过程也很高效
3、如果更新文件的操作很多，mmap避免两态拷贝的优势就被摊还，最终还是落在了大量的脏页回写及由此引发的随机IO上.
4、对变长文件不适合.（mmap来写文件这种方式没办法增加文件的长度, 因为要映射的长度在调用mmap()的时候就决定了）