Delphi.Заметки программиста
f65d50f6

Отображение файла в память


Для работы с файлом динамической подкачки страниц виртуальной памяти в Windows 32 используется механизм отображения файлов в адресное пространство приложения. Соответствующие функции API доступны любому приложению и могут применяться к любому файлу (кстати, таким способом загружаются в адресное пространство процесса исполняемые файлы и DLL). В результате отображения приложение может работать с файловыми данными как с размещенными в динамической памяти. В большинстве случаев такая возможность не только повышает скорость работы с данными, но и предоставляет программисту уникальные средства обработки сразу всех записей файла. Например, он может с помощью единственного оператора проверить, входит ли заданный образец поиска в какую-либо строку текстового файла.

Отображение файла осуществляется в три приема. Вначале файл создается обращением к функции:

function FileCreate (FileName: String): Integer;

или открывается с помощью:

function FileOpen (const FileName: String; Mode: LongWord): Integer;

В обеих функциях FileName — имя файла, возможно, с маршрутом доступа. Параметр Mode определяет режим доступа к файлу и может принимать одно из следующих значений: fmOpenRead — только чтение; fmOpenWrite — только запись; fmOpenReadWrite — чтение и запись. С помощью операции or эти константы можно комбинировать с одной из следующих нескольких функций, регулирующих совместный доступ к файлу: fmShareExclusive — совместный доступ запрещен; fmShareDenyWrite — другим приложениям запрещается запись; fmShareDenyRead — другим приложениям запрещается чтение; fmSchareDenyNone — совместный доступ неограничен. Обе функции возвращают дескриптор созданного (открытого) файла или 0, если операция оказалась неудачной.

На втором этапе создается объект отображения  в память. Для этого используется функция:

function CreateFileMapping (hFile: THandle; lpFileMappingAttributes: PSecurityAttributes; flProtect, dwMaximumSizeHigh, dwMaximumSizeLow: DWord; lpName: PChar): THandle;

Здесь hFile — дескриптор файла; lpFileMappingAttributes — указатель на структуру, в которой определяется, может ли создаваемый объект порождать дочерние объекты (обычно не может — NIL); flProtect — определяет тип защиты, применяемый к окну отображения файла (см. об этом ниже); dwMaximumSizeHigh, dwMaximumSizeLow — соответственно старшие и младшие 32 разряда числа, содержащего размер файла (если вы будете отображать файлы длиной до 4 Гбайт, поместите в dwMaximumSizeHigh 0, если в dwMaximumSizeLow — длину файла; а если оба параметра равны 0, то размер окна отображения равен размеру файла); lpName — имя объекта отображения или NIL.


Параметр flProtect задает тип защиты, применяемый к окну просмотра файла, и может иметь одно из следующих значений: PAGE_READONLY — файл можно только читать (файл должен быть создан или открыт в режиме fmOpenRead); PAGE_READWRITE — файл можно читать и записывать в него новые данные (файл открывается в режиме fmOpenReadWrite); PAGE_WRITECOPY — файл открыт для записи и чтения, однако обновленные данные сохраняются в отдельной защищенной области памяти (отображенные файлы могут разделяться приложениями, в этом режиме каждое приложение сохраняет изменения в отдельной области памяти или участке файла подкачки); файл открывается в режиме fmOpenReadWrite или fmOpenWrite; (этот тип защиты нельзя использовать в Windows 95/98). С помощью операции or

к параметру flProtect можно присоединить такие атрибуты: SEC_COMMIT — выделяет для отображения физическую память или участок файла подкачки; SEC_IMAGE — информация об атрибутах отображения берется из образа файла; SEC_NOCASHE — отображаемые данные не кэшируются и записываются непосредственно на диск; SEC_RESERVE — резервируются страницы раздела без выделения физической памяти.

Функция возвращает дескриптор объекта отображения или 0, если обращение было неудачным.

Наконец, на третьем этапе создается окно просмотра, то есть собственно отображение данных в адресное пространство программы.

function

MapViewOfFile(hFileMappingObject: THandle;dwDesiresAccess: DWord; dwFileOffsetHigh, dwFileIffsetLow, dwNumberOfBytesToMap: DWord): Pointer;

Здесь hFileMappingObject — дескриптор объекта отображения; dwDesiresAccess — определяет способ доступа к данным и может иметь одно из следующих значений: FILE_MAP_WRITE — разрешает чтение и запись (при этом в функции CreateFileMapping должен использоваться атрибут PAGE_READWRITE); FILE_MAP_READ — разрешает только чтение (в функции CreateFileMapping должен использоваться атрибут PAGE_READONLY или PAGE_READWRITE); FILE_MAP_ALL_ACCESS — то же, что и FILE_MAP_WRITE; FILE_MAP_COPY — данные доступны для записи и чтения, однако обновленные данные сохраняются в отдельной защищенной области памяти (в функции CreateFileMapping должен использоваться атрибут PAGE_WRITECOPY); dwFileOffsetHigh, dwFileIffsetLow — определяют соответственно старшие и младшие разряды смещения от начала файла, начиная с которого осуществляется отображение; dwNumberOfBytesToMap — определяет длину окна отображения (0 — длина равна длине файла). Функция возвращает указатель на первый байт отображенных данных или NIL, если обращение к функции оказалось безуспешным.



После использования отображенных данных ресурсы окна отображения нужно освободить функцией:

function UnMapViewOfFile(lpBaseAddress: Pointer): BOOL;

единственный параметр обращения к которой должен содержать адрес первого отображенного байта, то есть адрес, возвращаемый функцией MapViewOfFile. Закрытие объекта отображения и самого файла осуществляется обращением к функции:

function CloseHandle(hObject: THandle).

В листинге 13 приводится текст модуля (File­­InMemory.dpr



Рис. 5. Окно проекта

Проект создает дисковый файл, состоящий из 100 тыс. случайных вещественных чисел (можно выбрать другую длину файла, если изменить значение редактора Длина массива). Файл с именем test.dat создается путем отображения файла в память (кнопка Память) и традиционным способом (кнопка Файл). В обоих случаях показывается время счета. Чем больше частота процессора и объем свободной оперативной памяти, тем больше будет разница во времени (листинг 13).


Содержание раздела