关于内存映射文件技术处理大文件的读写

Windows对文件的读写提供了很丰富的操作手段,如:
1. FILE *fp, fstearm...; (C/C++)
2. CFile, CStdioFile...; (MFC)
3. CreateFile, ReadFile...;(API)
...

在处理一般的文件(文本/非文本),这些足够了。然而在处理比较大的文件如
几十M, 几百M, 甚至上G的文件, 这时再用一般手段处理,系统就显的力不从心了

要把文件读出,再写进,耗费的是CPU利用率与内存以及IO的频繁操作。这显然是
令用户难以忍受的。

为了解决这个吃内存,占CPU,以及IO瓶颈,windows核心编程提供了内存映射文件技术(Maping File)。

至于Maping File是什么原理,我不多说了,网上转载资源一箩筐,我只想从应用层来考虑,怎样用这个技术,实现日常项目中的应用。
举例来说:
可能项目中,会经常用到一些大量的常量,而这些大量常量用宏来替代写再源文件中
显然不可取,一般是写在文件中,给常量一些编号,通过编号来索引

一般文件比较小时候,常用做法也是先预读到内存中,毕竟从内存中读比从文件中读要快(IO操作的瓶颈)
比较好的做法,读到STL MAP 中去:
例如一个索引文件:
SEU07201213=汪洋中的一片叶子
JIANGSHENG=蒋晟
SEU07201214=CSDN
............
打开文件,解析=号,在解析方面有CString操作,strtok,strstr, boost 正则表达式匹配等等,但我比较喜欢
sscanf(szIndex, "%[^=]=%[^=]", sName, sValue);
sscanf(szIndex, "%[^=]=%s", sName, sValue);
fscanf(stream, "%[^=]=%[^=]", sName, sValue);
之类,
然后再定义一个map:
map<string, string> m_Map;
m_Map[sName] = sValue;

但是文件比较大的时候,笔者做过测试,用上面方法处理一个15M, 25万行的文本文件,占用内存非常
的高,达70多M,处理的速度也非常的慢,这还不包括回写到文件
这时,Maping File就派上用场了,这里处理大文件就抛弃了map的应用(因为容器占用很多内存)
而是直接利用字符指针来操作,不用其他封装,不多说了,请看示例:

 

#pragma  warning(disable: 4786) 
#include 
< windows.h >
#include 
< stdio.h >
#include 
< iostream >
#include 
< string >

using   namespace  std;

string  GetValue( const  TCHAR  * const  TCHAR  * );   // 根据name得value
void  main( int  argc,  char *  argv[])
{
    
//  创建文件对象(C: est.tsr)
    HANDLE hFile  =  CreateFile( " C: est.tsr " , GENERIC_READ  |  GENERIC_WRITE,
        
0 , NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);
    
if  (hFile  ==  INVALID_HANDLE_VALUE)
    ...{
        printf(
" 创建文件对象失败,错误代码:%d  " , GetLastError());
        
return ;
    }
    
//  创建文件映射对象
    HANDLE hFileMap  =  CreateFileMapping(hFile, NULL, PAGE_READWRITE,  0 0 , NULL);
    
if  (hFileMap  ==  NULL)
    ...{
        printf(
" 创建文件映射对象失败,错误代码:%d  " , GetLastError());
        
return ;
    }
    
//  得到系统分配粒度
    SYSTEM_INFO SysInfo;
    GetSystemInfo(
& SysInfo);
    DWORD dwGran 
=  SysInfo.dwAllocationGranularity;
    
//  得到文件尺寸
    DWORD dwFileSizeHigh;
    __int64 qwFileSize 
=  GetFileSize(hFile,  & dwFileSizeHigh);
    qwFileSize 
|=  (((__int64)dwFileSizeHigh)  <<   32 );
    
//  关闭文件对象
    CloseHandle(hFile);
    
//  偏移地址 
    __int64 qwFileOffset  =   0 ;
    
//  块大小
    DWORD dwBlockBytes  =   1000   *  dwGran;
    
if  (qwFileSize  <   1000   *  dwGran)
        dwBlockBytes 
=  (DWORD)qwFileSize;
    
if  (qwFileOffset  >=   0 )
    ...{
        
//  映射视图
        TCHAR  * lpbMapAddress  =  (TCHAR  * )MapViewOfFile(hFileMap,FILE_MAP_ALL_ACCESS, 
            
0 0 ,
            dwBlockBytes);
        
if  (lpbMapAddress  ==  NULL)
        ...{
            printf(
" 映射文件映射失败,错误代码:%d  " , GetLastError());
            
return ;
        }

        
// -----------------------访问数据开始-------------------------
        cout << GetValue(lpbMapAddress, " SEU07201213 " ) << endl;
        getchar();
// -----------------------访问数据结束-------------------------        
    
        
//  撤销文件映像
        UnmapViewOfFile(lpbMapAddress);
    }
    
//  关闭文件映射对象句柄
    CloseHandle(hFileMap);    
}
string  GetValue( const  TCHAR  * lpbMapAddress,  const  TCHAR  * sName)
{
   
string  sValue;   //  存放 = 后面的value值
  TCHAR  * p1  =  NULL,  * p2  =  NULL;  //  字符指针
   if ((p1  =  strstr(lpbMapAddress,sName))  !=  NULL)  //  查找sName出现位置
  {
   
if (p2  =  strstr(p1, " " ))  * p2  =   '

以上实现了根据索引name匹配value的简单过程,经测试,同样25W行文件,匹配耗费1秒不到,且
不占本进程内存。
以上修改lpbMapAddress任意处值,也不需要重新回写到文件,真正是大大提高了文件读与写的效率

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