基于visual c++之windows核心编程代码分析（22）Mapping File编程

文件映射(mapping)是一种将文件内容映射到进程的虚拟地址空间的技术。视图(View)是一段虚拟地址空间，进程可以通过View来存取文件的内容，视图是一段内存，可以使用指针来操作视图。使用文件映射之后，读写文件就如同对读写内存一样简单。在使用文件映射时需要创建映射对象，映射对象分为命名的和未命名的。映射对象还存取权限。

使用文件映射至少有3个好处，一是因为文件存储与硬盘上的，而文件视图是一段内存，使用文件映射操作时更方便；二是效率更高；三是可以在不同的进程间共享数据。

文件映射依赖于系统虚拟内存管理的分页机制。

关键API

GetSystemInfo

获取系统信息，在后面的实例中用于获取系统内存分配粒度。

CreateFileMapping

创建mapping对象，函数原型如下：/×应该是创建一个文件映射的内核对象×/

CreateFileMapping(

HANDLE hFile,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpAttributes,

DWORD dwMaximumSizeHigh,

DWORD dwMaximumSizeLow,

LPCTSTR lpName

);

参数

hFile: 输入参数，由 CreateFile 创建的需要映射的文件的文件句柄。

lpAttributes: 输入参数，指向 SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，在一般情况使用默认属性即可，将此参数赋为NULL。

flProtect: 输入参数，内存保护属性，可以是 PAGE_READONLY 、PAGE_READWRITE、PAGE_WRITECOPY、PAGE_EXECUTE_READ、PAGE_EXECUTE_READWRITE 中的一种，也可以使用位或运算附加下面的属性：SECURITY_ATTRIBUTES、SEC_COMMIT、SEC_IMAGE、SEC_LARGE_PAGES、SEC_NOCACHE、SEC_RESERVE。

dwMaximumSizeHigh:输入参数，映射大小的最大值的高32位。

dwMaximumSizeLow:输入参数，映射大小的最大值的低32位。

lpName:输入参数，映射对象名，可以是NULL。

返回值：

返回HANDLE值，mapping对象句柄。如果返回NULL，则表示失败。可使用GetLastError函数获取错误信息。

MapViewOfFile

创建视图，将文件mapping 映射到当前进程的虚拟内存地址空间。函数原型如下：

LPVOID MapViewOfFile(

HANDLE hFileMappingObject,

DWORD dwDesiredAccess,

DWORD dwFileOffsetHigh,

DWORD dwFileOffsetLow,

SIZE_T dwNumberOfBytesToMap

);

参数

hFileMappingObject:输入数据，文件 mapping 对象的句柄，由 CreateFileMapping 函数或OpenFileMapping函数返回。

dwDesiredAccess:输入参数，存取类别，可以是 FILE_MAP_WRITE、FILE_MAP_READ、FILE_MAP_COPY、、FILE_MAP_EXECUTE中的一种。

dwFileOffsetHigh:输入参数，映射的文件偏移的高32位。

dwFileOffsetLow:输入参数，映射的文件偏移的低32位。

dwNumberOfBytesToMap:输入参数，映射到View的字节数。

返回值：

返回LPVOID值，指向映射的内存值，如果为NULL表示错误。

FlushViewOfFile

将视图中的文件数据写入到磁盘上。调用此参数后，对映射视图的内存操作将会及时反映到硬盘中的文件。函数原型如下：

BOOL FlushViewOfFile(

LPVOID lpBaseAddress,

SIZE_T dwNumberOfBytesToFlush

);

参数

lpBaseAddress:输入参数，需要写入至文件的数据的起始位置。

dwNumberOfBytesToFlush:输入参数，写入的字节数，如果为0则将整个视图都写回。

返回值：

返回BOOL 值，表示是否成功。

使用说明

如果不调用此函数，数据最终也会写回到硬盘，调用此函数后，数据会立刻写回到硬盘。

FillMemory、CopyMemory。内存操作函数，分别为填充内存和复制内存。

使用Mapping File提高文件读写的效率范例

view
plainprint?

/* 头文件　*/

#include <windows.h>

#include <stdio.h>

/* 预处理申明　*/

#define BUFFSIZE 1024 // 内存大小

#define FILE_MAP_START 0x28804 // 文件映射的起始的位置

/* 全局变量　*/

LPTSTR lpcTheFile = TEXT("test.dat"); // 文件名

/* ************************************

* int main(void)

* 功能 演示使用文件mapping

*

* 参数 无

*

* 返回值 0代表执行完成，1代表发生错误

**************************************/

int main(void)

{

HANDLE hMapFile; // 文件内存映射区域的句柄

HANDLE hFile; // 文件的句柄

DWORD dBytesWritten; // 写入的字节数

DWORD dwFileSize; // 文件大小

DWORD dwFileMapSize; // 文件映射的大小

DWORD dwMapViewSize; // 视图（View）的大小

DWORD dwFileMapStart; // 文件映射视图的起始位置

DWORD dwSysGran; // 系统内存分配的粒度

SYSTEM_INFO SysInfo; // 系统信息

LPVOID lpMapAddress; // 内在映射区域的起始位置

PCHAR pData; // 数据

INT i; // 循环变量

INT iData;

INT iViewDelta;

BYTE cMapBuffer[32]; // 存储从mapping中计出的数据

// 创建一个文件

hFile = CreateFile(lpcTheFile,

GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,

0,

NULL,

CREATE_ALWAYS,

FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,

NULL);

//判断文件是否创建成功

if (hFile == INVALID_HANDLE_VALUE)

{

printf("CreateFile error\n",GetLastError);

return 1;

}

// 依次写入整数，一共写入65535个整数

// 在32位平台下，大小为65535*32

for (i=0; i<65535; i++)

{

WriteFile (hFile, &i, sizeof (i), &dBytesWritten, NULL);

}

// 查看写入完成后的文件大小

dwFileSize = GetFileSize(hFile, NULL);

printf("文件大小: %d\n", dwFileSize);

//获取系统信息，内存分配粒度

//获取分配粒度，进行下面的几个计算，

//目的是为了映射的数据与系统内存分配粒度对齐，提高内存访问效率

GetSystemInfo(&SysInfo);

dwSysGran = SysInfo.dwAllocationGranularity;

//计算mapping的起始位置

dwFileMapStart = (FILE_MAP_START / dwSysGran) * dwSysGran;

// 计算mapping view的大小

dwMapViewSize = (FILE_MAP_START % dwSysGran) + BUFFSIZE;

// 计算mapping的大小

dwFileMapSize = FILE_MAP_START + BUFFSIZE;

// 计算需要读取的数据的偏移

iViewDelta = FILE_MAP_START - dwFileMapStart;

// 创建File mapping

hMapFile = CreateFileMapping( hFile, // 需要映射的文件的句柄

NULL, // 安全选项：默认

PAGE_READWRITE, // 可读，可写

0, // mapping对象的大小，高位

dwFileMapSize, // mapping对象的大小，低位

NULL); // mapping对象的名字

if (hMapFile == NULL)

{

printf("CreateFileMapping error: %d\n", GetLastError() );

return 1;

}

// 映射view

lpMapAddress = MapViewOfFile(hMapFile, // mapping对象的句柄

FILE_MAP_ALL_ACCESS, // 可读，可写

0, // 映射的文件偏移，高32位

dwFileMapStart, // 映射的文件偏移，低32位

dwMapViewSize); // 映射到View的数据大小

if (lpMapAddress == NULL)

{

printf("MapViewOfFile error: %d\n", GetLastError());

return 1;

}

printf ("文件map view相对于文件的起始位置： 0x%x\n",

dwFileMapStart);

printf ("文件map view的大小：0x%x\n", dwMapViewSize);

printf ("文件mapping对象的大小：0x%x\n", dwFileMapSize);

printf ("从相对于map view 0x%x 字节的位置读取数据，", iViewDelta);

// 将指向数据的指针偏移，到达我们关心的地方

pData = (PCHAR) lpMapAddress + iViewDelta;

// 读取数据，赋值给变量

iData = *(PINT)pData;

// 显示读取的数据

printf ("为：0x%.8x\n", iData);

// 从mapping中复制数据，32个字节，并打印

CopyMemory(cMapBuffer,lpMapAddress,32);

printf("lpMapAddress起始的32字节是：");

for(i=0; i<32; i++)

{

printf("0x%.2x ",cMapBuffer[i]);

}

// 将mapping的前32个字节用0xff填充

FillMemory(lpMapAddress,32,(BYTE)0xff);

// 将映射的数据写回到硬盘上

FlushViewOfFile(lpMapAddress,dwMapViewSize);

printf("\n已经将lpMapAddress开始的32字节使用0xff填充。\n");

// 关闭mapping对象

if(!CloseHandle(hMapFile))

{

printf("\nclosing the mapping object error %d!",

GetLastError());

}

//关闭文件

if(!CloseHandle(hFile))

{

printf("\nError %ld occurred closing the file!",

GetLastError());

}

return 0;

}

通过Mapping File在进程间共享内存

view
plainprint?

/* 头文件　*/

#include <windows.h>

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

/* 预处理申明　*/

#define BUF_SIZE 256

/* 全局变量　*/

LPTSTR szName = TEXT("SharedFileMappingObject");

LPTSTR szMsg = TEXT("进程的消息");

/* ************************************

* int main(void)

* 功能 演示文件mapping共享内存，写入数据到共享内存

*

* 参数 无

*

* 返回值 0代表执行完成，代表发生错误

**************************************/

void main(int argc, PCHAR argv[])

{

//文件映射句柄

HANDLE hMapFile;

//共享数据缓冲区指针

LPTSTR pBuf;

//创建命名的文件映射，不代表任务硬盘上的文件

hMapFile = CreateFileMapping(

INVALID_HANDLE_VALUE,

NULL,

PAGE_READWRITE,

0,

BUF_SIZE,

szName);

if (hMapFile == NULL || hMapFile == INVALID_HANDLE_VALUE)

{

printf("CreateFileMapping error: %d\n", GetLastError());

return;

}

//创建View

pBuf = (LPTSTR) MapViewOfFile(hMapFile,

FILE_MAP_ALL_ACCESS,

0,

0,

BUF_SIZE);

if (pBuf == NULL)

{

printf("MapViewOfFile error %d\n", GetLastError());

return;

}

//将共享数据复制到文件映射中，如果运行时输入了参数则使用参数

if(argc==1)

{

CopyMemory((PVOID)pBuf, szMsg, strlen(szMsg));

}

else

{

DWORD dwCopyLen = (lstrlen(argv[1])<BUF_SIZE) ? lstrlen(argv[1]): BUF_SIZE;

CopyMemory((PVOID)pBuf, argv[1], dwCopyLen);

}

printf("运行程序，完成运行后，按任意键退出。");

_getch();

//取消映射，退出

UnmapViewOfFile(pBuf);

CloseHandle(hMapFile);

}

通过Mapping File在进程间共享内存通过Mapping File在进程间共享内存通过Mapping File在进程间共享内存

view
plainprint?

#include <windows.h>

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

/* 预处理申明*/

#pragma comment (lib, "User32.lib")

#define BUF_SIZE 256

/* 全局变量　*/

TCHAR szName[]=TEXT("SharedFileMappingObject");

/* ************************************

* int main(void)

* 功能 演示文件mapping共享内存，从共享数据中读信息

*

* 参数 无

*

* 返回值 0代表执行完成，代表发生错误

**************************************/

void main()

{

HANDLE hMapFile;

LPTSTR pBuf;

//打开文件mapping

hMapFile = OpenFileMapping(

FILE_MAP_ALL_ACCESS,

FALSE,

szName);

if (hMapFile == NULL)

{

printf("OpenFileMapping error: %d.\n", GetLastError());

return;

}

//映射

pBuf = MapViewOfFile(hMapFile,

FILE_MAP_ALL_ACCESS,

0,

0,

BUF_SIZE);

if (pBuf == NULL)

{

printf("MapViewOfFile error %d\n", GetLastError());

return;

}

//消息得到的共享数据

MessageBox(NULL, pBuf, TEXT("Process2"), MB_OK);

//取消mapping，关闭句柄，返回

UnmapViewOfFile(pBuf);

CloseHandle(hMapFile);

}