Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

В силу этого идея получения доступа к отображаемому файлу с помощью функций ReadFile и WriteFile не сулит ничего хорошего, поскольку согласованность данных при этом не гарантируется. С другой стороны, представления файла для процессов, получающих совместный доступ к нему через разделяемую память, будут согласованными. Если один процесс изменяет какой-либо участок памяти в области отображения файла, то другой процесс при получении доступа к соответствующему участку в своей области отображения файла получит измененные данные. Этот механизм проиллюстрирован на рис. 5.4, из которого следует, что согласованность отображенных представлений файла в двух процессах (РА и РВ) действительно обеспечивается, поскольку виртуальным адресам данных в обоих процессах, несмотря на то, что эти адреса различны, соответствуют одни и те же участки физической памяти; Естественным образом связанная с этим тема синхронизации процессов обсуждается в главах 8—10. [24] Утверждение относительно согласованности отображенных представлений файлов, видимых разными процессами, неприменимо к сетевым файлам. Файлы должны быть локальными.

Рис. 5.4.Разделяемая память

В UNIX (выпуски SVR4 и 4.3+BSD) поддерживается функция mmap, аналогичная функции MapViewOfFile. В ее параметрах указывается та же информация, за исключением того, что объект отображения отсутствует.

Эквивалентом функции UnMapViewOfFile является функция munmap.

Для функций CreateFileMapping и OpenFileMapping эквиваленты отсутствуют. Любой обычный файл может непосредственно отображаться. В UNIX отображение файлов для разделения памяти не используется, и для этих целей предусмотрены специальные функции API, а именно, shmctl, shmat и shmdt.

Как уже отмечалось ранее, отображение файлов является весьма мощным и полезным средством. Существующая в Windows диспропорция между 64-битовой файловой системой и 32-битовой адресацией снижает ценность обеспечиваемых этим средством преимуществ; Win64 свободен от этих ограничений.

Основная проблема заключается в том, что при больших размерах файлов (в данном случае, свыше 2—3 Гбайт) отображение всего файла на пространство виртуальной памяти становится невозможным. Более того, не будут доступны даже все 3 Гбайт, поскольку часть виртуального адресного пространства распределяется для других целей, а суммарный объем доступных смежных блоков будет гораздо меньше теоретического максимума. Win64 в значительной степени снимает это ограничение.

При работе с большими файлами, для которых объект отображения не может быть создан целиком, необходимо предусматривать отдельный программный код, осуществляющий отображение и отмену отображения соответствующих участков файла по мере необходимости. По сложности реализации такая методика сопоставима с организацией управления буферами в памяти, хотя необходимость в выполнении явных операций чтения и записи в данном случае отсутствует.

Двумя другими существенными недостатками метода отображения файлов являются следующие:

• Размер объекта отображения не может увеличиваться. Создавая объект отображения, вы должны заранее определить, какой максимальный размер вам может понадобиться, но во многих случаях сделать это трудно или вообще невозможно.

• Невозможно распределить память в пределах области, занимаемой представлением объекта отображения, не создав для этого собственные функции управления памятью. Было бы очень удобно, если бы существовал способ задавать объект отображения файла и указатель, возвращаемый функцией MapViewOfFile, с последующим получением дескриптора кучи.

Ниже приведена стандартная последовательность действий, которые необходимо выполнять, если используется отображение файлов:

1. Откройте файл. Убедитесь в том, что он имеет права доступа GENERIC_READ.

2. В случае создания нового файла укажите его размер, используя для этого либо функцию CreateFileMapping (шаг 3), либо функцию SetFilePointer с последующим вызовом функции SetEndOfFile.

3. Отобразите файл при помощи функций CreateFileMapping или OpenFileMapping.

4. Создайте одно или несколько представлений объекта отображения файла с помощью функции MapViewOfFile.

5. Осуществляйте доступ к файлу через обращения к памяти. Для перехода к другим участкам отображаемого файла используйте функции UnmapViewOfFile и MapViewOfFile.

6. Завершив работу, вызовите последовательно функции UnmapViewOfFile, CloseHandle для закрытия дескриптора объекта отображения и CloseHandle для закрытия дескриптора файла.