Windows API 中有关内存映射文件的函数接口

时间: 2023-09-03 22:16:42 浏览: 20
Windows API 中有关内存映射文件的函数接口主要包括以下几个: 1. `CreateFileMapping`:创建一个内存映射文件对象,返回一个内存映射文件的句柄。函数原型如下: ``` HANDLE CreateFileMapping( HANDLE hFile, LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes, DWORD flProtect, DWORD dwMaximumSizeHigh, DWORD dwMaximumSizeLow, LPCTSTR lpName ); ``` 其中,`hFile`是文件句柄,`lpAttributes`是安全属性的指针,`flProtect`是内存保护属性,`dwMaximumSizeHigh`和`dwMaximumSizeLow`是内存映射文件的大小,`lpName`是映射文件的名称。 2. `MapViewOfFile`:将一个内存映射文件对象映射到当前进程的地址空间,返回映射视图的起始地址。函数原型如下: ``` LPVOID MapViewOfFile( HANDLE hFileMappingObject, DWORD dwDesiredAccess, DWORD dwFileOffsetHigh, DWORD dwFileOffsetLow, SIZE_T dwNumberOfBytesToMap ); ``` 其中,`hFileMappingObject`是内存映射文件的句柄,`dwDesiredAccess`是映射视图的访问权限,`dwFileOffsetHigh`和`dwFileOffsetLow`是文件偏移量,`dwNumberOfBytesToMap`是映射的字节数。 3. `FlushViewOfFile`:将内存映射文件的指定区域刷新到磁盘上的文件中。函数原型如下: ``` BOOL FlushViewOfFile( LPCVOID lpBaseAddress, SIZE_T dwNumberOfBytesToFlush ); ``` 其中,`lpBaseAddress`是映射视图的起始地址,`dwNumberOfBytesToFlush`是要刷新的字节数。 4. `UnmapViewOfFile`:解除一个内存映射文件视图,并释放相应的资源。函数原型如下: ``` BOOL UnmapViewOfFile( LPCVOID lpBaseAddress ); ``` 其中,`lpBaseAddress`是映射视图的起始地址。 通过这些函数接口,我们可以实现Windows平台下内存映射文件的读写操作。

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在Windows C编程中,有一个常见的用法是使用内存映射来拷贝大文件。内存映射是通过将文件的内容映射到进程的内存空间来实现的,这样可以直接对内存进行读写操作,避免了频繁的磁盘IO。 首先,我们需要使用CreateFile函数打开源文件和目标文件,指定相应的访问方式和共享模式。然后,使用GetFileSize函数获取源文件的大小,创建一个源文件大小的文件映射对象,使用CreateFileMapping函数将源文件映射到这个对象上。 接下来,使用MapViewOfFile函数将文件映射到进程的内存空间中,得到文件的指针。然后,再创建一个目标文件大小的文件映射对象,使用CreateFileMapping函数将目标文件映射到这个对象上。 然后,我们可以使用memcpy函数将源文件的内容拷贝到目标文件的内存空间中,由于内存映射的文件是按页大小(通常为4KB)进行管理的,所以拷贝的数据大小可以选择按页大小进行,以提高效率。 最后,我们使用UnmapViewOfFile函数将内存映射的文件从进程的内存空间中解除映射,使用CloseHandle函数关闭文件句柄和文件映射对象。 这样,我们就实现了通过内存映射来拷贝大文件的功能。相比于传统的读写操作,使用内存映射可以提高文件拷贝的效率,尤其是对于大文件而言,可以节省大量的磁盘IO操作,提高程序的执行速度和效率。当然,在使用内存映射时,我们还需要注意内存的分配和释放,以免出现内存泄漏或者溢出的情况。
内存映射文件是一种将文件映射到进程的虚拟地址空间中的技术,它可以让程序直接访问磁盘上的文件,就好像访问内存一样。当我们需要读取或写入大量数据时,使用内存映射文件可以提高IO性能,因为它避免了频繁的磁盘IO操作和缓存的使用。 内存映射文件的基本思路是将一个文件或一部分文件映射到进程的虚拟地址空间中,这个虚拟地址空间就成为了文件的一个镜像。在进程中,我们可以像访问内存一样访问这个虚拟地址空间,对这个虚拟地址空间的读写操作会自动映射到磁盘上的文件中。当我们修改了这个虚拟地址空间的数据时,内核会自动将这些修改同步到磁盘上的文件中。 在Linux中,可以使用mmap()系统调用来实现内存映射文件。mmap()函数可以将一段虚拟地址空间映射到一个文件描述符所表示的文件中。mmap()函数的原型如下: void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); 其中,addr是期望映射的虚拟地址空间的起始地址,如果addr为NULL,则由系统自动分配一个地址;length是映射的长度;prot是内存保护标志,用于指定映射区域的访问权限;flags是控制映射区域的各种属性;fd是文件描述符;offset是文件中的偏移量。 使用内存映射文件时需要注意以下几点: 1. 内存映射文件需要占用进程的虚拟地址空间,因此需要注意虚拟地址空间的大小; 2. 内存映射文件需要和文件描述符一起使用,因此需要注意文件描述符的打开和关闭; 3. 内存映射文件修改的数据需要及时同步到磁盘上,因此需要注意数据同步的方式和时机; 4. 内存映射文件的使用需要考虑数据的安全性,避免出现数据损坏或数据丢失的情况。
内存映射是一种将文件或其他资源映射到内存中的技术,它可以使得对资源的访问变得更加高效。在 Windows 中,内存映射可以通过 CreateFileMapping 和 MapViewOfFile 函数实现。 下面给出一个使用内存映射加快拷贝4G大文件的示例代码: c++ #include <Windows.h> #include <iostream> #include <string> using namespace std; int main() { HANDLE hFile = CreateFile("largefile.bin", GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL); if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE) { cout << "Failed to open file" << endl; return 1; } HANDLE hMapping = CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_READONLY, 0, 0, NULL); if (hMapping == NULL) { cout << "Failed to create file mapping" << endl; CloseHandle(hFile); return 1; } LPVOID pView = MapViewOfFile(hMapping, FILE_MAP_READ, 0, 0, 0); if (pView == NULL) { cout << "Failed to map file view" << endl; CloseHandle(hMapping); CloseHandle(hFile); return 1; } HANDLE hOutFile = CreateFile("largefile_copy.bin", GENERIC_WRITE, 0, NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL); if (hOutFile == INVALID_HANDLE_VALUE) { cout << "Failed to create output file" << endl; UnmapViewOfFile(pView); CloseHandle(hMapping); CloseHandle(hFile); return 1; } DWORD fileSizeLow = GetFileSize(hFile, NULL); DWORD fileSizeHigh = 0; DWORD fileSize = (fileSizeHigh << 32) | fileSizeLow; DWORD bytesWritten = 0; if (!WriteFile(hOutFile, pView, fileSize, &bytesWritten, NULL)) { cout << "Failed to write output file" << endl; CloseHandle(hOutFile); UnmapViewOfFile(pView); CloseHandle(hMapping); CloseHandle(hFile); return 1; } cout << "File copied successfully" << endl; CloseHandle(hOutFile); UnmapViewOfFile(pView); CloseHandle(hMapping); CloseHandle(hFile); return 0; } 该程序通过内存映射技术将 largefile.bin 文件映射到内存中,然后将映射的内存直接写入到 largefile_copy.bin 文件中,从而实现快速拷贝4G大文件的功能。需要注意的是,该程序只适用于4G以下的文件,对于更大的文件需要进行分块处理。
以下是一个使用 C++ 实现的内存映射文件的代码示例: c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <sys/mman.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> int main() { int fd = open("example.txt", O_RDWR); if (fd == -1) { std::cerr << "Failed to open file." << std::endl; return 1; } struct stat sb; if (fstat(fd, &sb) == -1) { std::cerr << "Failed to stat file." << std::endl; close(fd); return 1; } void* addr = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); if (addr == MAP_FAILED) { std::cerr << "Failed to mmap file." << std::endl; close(fd); return 1; } std::cout << "File content: " << std::endl; std::cout << static_cast<char*>(addr) << std::endl; // 修改文件内容 char* content = static_cast<char*>(addr); content[0] = 'H'; // 刷新内存映射 if (msync(addr, sb.st_size, MS_SYNC) == -1) { std::cerr << "Failed to msync." << std::endl; munmap(addr, sb.st_size); close(fd); return 1; } munmap(addr, sb.st_size); close(fd); return 0; } 在上面的代码中,首先使用 open() 函数打开文件,并获取文件描述符。然后使用 fstat() 函数获取文件的信息,包括文件大小。接着使用 mmap() 函数将文件映射到进程地址空间中,并返回映射的起始地址。在访问文件内容时,可以直接使用映射的地址。在修改完文件内容后,需要通过 msync() 函数刷新内存映射,将修改结果写入磁盘。最后,需要使用 munmap() 函数关闭内存映射,并使用 close() 函数关闭文件描述符。
在C语言中,可以使用pthread库来实现多线程操作,并使用mmap函数来实现内存映射文件。 下面给出一个简单的例子,展示如何使用多线程读取内存映射文件: c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include #include <sys/mman.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #define FILE_SIZE (1024*1024*1024*10LL) // 10GB #define THREAD_NUM 4 void *read_file(void *arg); int main() { int fd = open("test.txt", O_RDONLY); if (fd == -1) { perror("open failed"); exit(EXIT_FAILURE); } // 映射文件到内存 char *mmap_ptr = mmap(NULL, FILE_SIZE, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0); if (mmap_ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap failed"); exit(EXIT_FAILURE); } // 创建多个线程读取文件 pthread_t threads[THREAD_NUM]; for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) { int *arg = malloc(sizeof(int)); *arg = i; pthread_create(&threads[i], NULL, read_file, arg); } // 等待所有线程结束 for (int i = 0; i < THREAD_NUM; i++) { pthread_join(threads[i], NULL); } // 解除内存映射 munmap(mmap_ptr, FILE_SIZE); return 0; } void *read_file(void *arg) { int id = *(int *)arg; free(arg); long long chunk_size = FILE_SIZE / THREAD_NUM; long long offset = id * chunk_size; char *mmap_ptr = mmap(NULL, chunk_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_POPULATE, fd, offset); if (mmap_ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap failed"); pthread_exit(NULL); } // 读取文件 for (long long i = 0; i < chunk_size; i++) { char c = mmap_ptr[i]; // TODO: process data } // 解除内存映射 munmap(mmap_ptr, chunk_size); pthread_exit(NULL); } 在该例子中,首先将文件test.txt映射到内存中,然后创建多个线程分别读取不同的文件块。每个线程读取自己的文件块时,使用mmap函数将该文件块映射到内存中,并进行读取操作。最后,在所有线程读取完毕后,解除内存映射。 需要注意的是,在使用mmap函数映射文件时,应该考虑到文件大小的限制,避免一次性映射过大的文件导致内存不足。同时,在进行多线程操作时,还应该注意线程同步和互斥问题,避免数据竞争和死锁等问题。
在Qt中,可以使用QFile和QIODevice类来读取文件,但对于大文件(如几GB或更大),通常会导致内存不足或读取效率低下的问题。这时可以采用内存映射技术来读取大文件。 内存映射是一种将文件映射到进程的内存空间中的技术。在内存映射中,文件被映射到进程的内存空间中,并且可以通过内存地址来访问文件的内容,这样就避免了频繁的磁盘I/O操作,提高了读取文件的效率。 在Qt中,可以使用QFile类的map()函数来实现内存映射。map()函数会将文件映射到进程的内存空间中,并返回一个指向文件内容的指针。通过指针就可以访问文件的内容。 以下是一个使用内存映射读取大文件的示例代码: c++ #include <QtGui> #include <QtCore> int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication app(argc, argv); // 打开文件 QFile file("large_file.bin"); if (!file.open(QIODevice::ReadOnly)) { qWarning() << "Failed to open file"; return 1; } // 映射文件到内存 qint64 fileSize = file.size(); uchar *fileData = file.map(0, fileSize); if (fileData == nullptr) { qWarning() << "Failed to map file to memory"; return 1; } // 处理文件内容(这里只是打印文件内容的前10个字节) for (int i = 0; i < 10; i++) { qDebug() << fileData[i]; } // 解除内存映射 file.unmap(fileData); return 0; } 在这个例子中,我们先打开了一个名为"large_file.bin"的大文件,并使用QFile类的size()函数获取了文件的大小。接着,我们调用QFile类的map()函数将文件映射到内存中。如果map()函数返回的指针为nullptr,则表示映射失败。最后,我们可以通过指针访问文件的内容,处理完毕后,使用QFile类的unmap()函数解除内存映射。 需要注意的是,内存映射读取大文件时,需要确保内存空间足够大,否则可能会导致内存不足的问题。另外,内存映射读取文件时,对文件的修改也会反映到内存中,因此需要谨慎操作,避免误操作导致数据丢失。
对于大文件的读写操作,Qt提供了多种方法,其中一种常用的方法是使用内存映射(Memory Mapping)技术。 内存映射允许将文件的内容映射到进程的地址空间中,从而可以直接通过内存访问文件的内容,而不需要显式地进行读写操作。这种方式可以提高读写效率,并且对于大文件的处理更为高效。 在Qt中,可以使用QFile和QIODevice类提供的内存映射功能来实现大文件的读写操作。具体步骤如下: 1. 打开文件:使用QFile类打开要进行内存映射的文件。 cpp QFile file("path/to/file"); if (file.open(QIODevice::ReadWrite)) { // 文件打开成功 } 2. 创建内存映射:使用QFile的map()函数创建一个QMemoryMappedFile对象,并将其指定为读写模式或只读模式。 cpp QMemoryMappedFile memFile; if (memFile.open()) { if (memFile.map(&file, QMemoryMappedFile::ReadWrite)) { // 内存映射创建成功 } } 3. 获取映射的数据指针:通过QMemoryMappedFile对象的data()函数获取映射的数据指针。 cpp char* data = static_cast<char*>(memFile.data()); 4. 进行读写操作:可以直接通过data指针对文件内容进行读写操作,类似于普通的内存操作。 cpp // 写入数据 memcpy(data, "Hello, world!", 14); // 读取数据 QString content = QString::fromUtf8(data); 5. 解除内存映射和关闭文件:完成读写操作后,需要解除内存映射并关闭文件。 cpp memFile.unmap(); file.close(); 需要注意的是,使用内存映射技术需要谨慎处理文件大小和内存占用,避免因为大文件或者内存限制而导致程序崩溃或性能问题。此外,还需要注意处理文件不存在或者无法打开的异常情况。
内存映射是一种将文件映射到进程的内存空间的技术。内存映射可以通过将大文件映射到进程的虚拟地址空间,从而使得对文件的访问和操作变得更加高效。在处理超大文件读写时,内存映射(Memory Mapping)是一种常见的解决方案。 通过内存映射技术,文件可以直接映射到进程的内存空间中,从而避免了频繁的磁盘IO操作。当需要读取文件内容时,可以直接从内存中读取,而无需通过磁盘读取;当需要写入文件内容时,也可以直接在内存中进行写入,然后通过操作系统的缓存机制同步到磁盘中。这样一来,能够大大提高文件读写的效率。 内存映射超大文件的优势主要有以下几点: 1. 提高读写速度:内存映射利用了虚拟内存的机制,将磁盘文件映射到内存中,直接在内存中进行读写操作,不需要频繁的磁盘IO操作,因此能够提高读写速度。 2. 简化编程:内存映射将文件内容映射到进程的地址空间中,通过操作内存地址,可以直接访问文件内容,不需要手动进行文件的打开、关闭、读写等操作,简化了编程复杂度。 3. 节省内存空间:内存映射技术对文件进行了按需加载,只有当需要访问某一部分文件内容时,才将该部分内容加载到内存中。这种按需加载的方式避免了一次性将整个文件加载到内存中,节省了内存空间。 4. 方便并发操作:多个进程或线程可以通过共享内存映射的方式同时访问同一个文件,实现并发操作,提高了系统的并发性能。 然而,需要注意的是内存映射也有一些限制和风险,比如映射超大文件时可能会导致内存不足或虚拟内存紧张等问题。因此,在进行内存映射超大文件读写时,需要对文件的大小和内存资源进行合理评估和管理,确保系统的稳定性和性能。
在多线程操作内存映射进行文件复制时,需要注意以下几点: 1. 创建内存映射:使用 mmap 函数创建内存映射区域,并设置权限为读写。 2. 打开文件:使用 open 函数打开需要复制的文件,并设置权限为只读。 3. 获取文件大小:使用 fstat 函数获取文件大小,以便于计算需要复制的字节数。 4. 复制文件:将内存映射区域的数据复制到新文件中,需要采用多线程方式进行复制。 5. 关闭文件和内存映射:使用 close 函数关闭文件,使用 munmap 函数关闭内存映射区域。 下面是一个简单的示例代码: python import os import mmap import threading def copy_file(src_file, dst_file): with open(src_file, "r") as fsrc: size = os.fstat(fsrc.fileno()).st_size with open(dst_file, "w") as fdst: fdst.write("\0" * size) with mmap.mmap(fsrc.fileno(), size, access=mmap.ACCESS_READ) as src_mmap, \ mmap.mmap(fdst.fileno(), size, access=mmap.ACCESS_WRITE) as dst_mmap: thread_list = [] for i in range(4): t = threading.Thread(target=copy_thread, args=(i, size, src_mmap, dst_mmap)) thread_list.append(t) t.start() for t in thread_list: t.join() def copy_thread(tid, size, src_mmap, dst_mmap): for i in range(tid * size // 4, (tid + 1) * size // 4): dst_mmap[i] = src_mmap[i] if __name__ == '__main__': copy_file("src_file.txt", "dst_file.txt") 在上面的代码中,我们使用了 mmap 函数来创建内存映射区域,并使用 threading 模块来实现多线程复制。由于 Python 的 GIL 限制,多线程的效率可能会受到一定的影响,但仍然可以提高文件复制的速度。
在 Linux 中,可以使用 mmap() 系统调用将文件映射到内存中。mmap() 系统调用可以将一个普通文件或者一个设备文件映射到进程的地址空间中,使得进程可以直接访问文件中的数据。 mmap() 系统调用的原型如下: c #include <sys/mman.h> void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset); 参数说明: - addr:映射的起始地址,通常设置为 0,表示由系统自动分配。 - length:映射的长度,单位是字节。 - prot:映射区域的保护方式,可以是 PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_EXEC、PROT_NONE 等。 - flags:映射区域的类型和特性,可以是 MAP_SHARED、MAP_PRIVATE、MAP_FIXED、MAP_ANONYMOUS 等。 - fd:要映射的文件描述符。 - offset:映射文件的偏移量。 使用 mmap() 系统调用映射文件到内存中后,就可以像访问普通内存一样访问文件中的数据了。此时,对内存的读写操作会直接影响到文件中的数据,而对文件的修改也会直接反映在内存中。 需要注意的是,映射文件到内存中会增加系统内存的使用量,因此需要谨慎使用,并及时释放映射的内存。可以使用 munmap() 系统调用来释放映射的内存。munmap() 系统调用的原型如下: c #include <sys/mman.h> int munmap(void *addr, size_t length); 参数说明: - addr:要释放的映射区域的起始地址。 - length:要释放的映射区域的长度。 在使用 munmap() 系统调用释放映射的内存时,需要注意确保映射的内存区域没有被其他进程或线程使用。

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