一个简单但详细的解释Windows文件映射读取数据文件的例子

一个简单但详细的解释Windows文件映射读取数据文件的例子

#include <windows.h>
#include <string.h>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
// 步骤1 打开文件FILE_FLAG_WRITE_THROUGH
HANDLE hFile = CreateFile(
"demo.txt",
GENERIC_WRITE | GENERIC_READ,// 如果要映射文件：此处必设置为只读(GENERIC_READ)或读写
0, // 此设为打开文件的任何尝试均将失败
NULL,
OPEN_EXISTING,
FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, //|FILE_FLAG_WRITE_THROUGH,【解1】
NULL);
if (hFile != INVALID_HANDLE_VALUE)// 文件打开失败返回句柄为-1
// 这步必须测试，详细见步骤2
{
cout<<"文件打开成功~!\n";
}
else
{
cout<<"文件打开失败！\n";
DWORD d = GetLastError();
cout<<d<<endl;
return -1;
}

// 步骤2 建立内存映射文件
DWORD dwFileSize = GetFileSize(hFile, NULL);
printf("文件大小为：%d\n", dwFileSize);
HANDLE hFileMap = CreateFileMapping(
hFile, // 如果这值为INVALID_HANDLE_VALUE,是合法的，上步一定测试啊
NULL, // 默认安全性
PAGE_READWRITE, // 可读写
0, // 2个32位数示1个64位数，最大文件字节数，
// 高字节，文件大小小于4G时，高字节永远为0
0,//dwFileSize, // 此为低字节，也就是最主要的参数，如果为0，取文件真实大小
NULL);
if (hFileMap != NULL)
{
cout<<"内存映射文件创建成功~!\n";
}
else
{
cout<<"内存映射文件创建失败~！"<<endl;
}

// 步骤3：将文件数据映射到进程的地址空间
PVOID pvFile = MapViewOfFile( //pvFile就是得到的指针，用它来直接操作文件
hFileMap,
FILE_MAP_WRITE, // 可写
0, // 文件指针头位置 高字节
0, // 文件指针头位置 低字节 必为分配粒度的整倍数,windows的粒度为64K
0); // 要映射的文件尾，如果为0，则从指针头到真实文件尾
if (pvFile != NULL)
{
cout<<"文件数据映射到进程的地址成功~!\n";
}
else
{
cout<<"文件数据映射到进程的地址成功~!\n";
}

// 步骤4: 像操作内存一样操作文件,演示功能把整个文件倒序
char *p = (char*)pvFile;
printf("%s\n", p);
for (unsigned int i = 0; i <= dwFileSize / 2; i++)
{
int nTmp = p[i];
p[i] = p[dwFileSize - 1 - i];
p[dwFileSize - 1 - i] = nTmp;
}
printf("%s\n", p);

cout<<"交换完毕，点击Enter退出"<<endl;

// 步骤5: 相关的释放工作
UnmapViewOfFile(pvFile); // 释放内存映射文件的头指针
CloseHandle(hFileMap); // 内存映射文件句柄
CloseHandle(hFile); // 关闭文件
getchar();
return 0;
}

使用内存映射数据文件

若要使用内存映射文件，必须执行下列操作步骤：
1) 创建或打开一个文件内核对象，该对象用于标识磁盘上你想用作内存映射文件的文件。
2) 创建一个文件映射内核对象，告诉系统该文件的大小和你打算如何访问该文件。
3) 让系统将文件映射对象的全部或一部分映射到你的进程地址空间中。
当完成对内存映射文件的使用时，必须执行下面这些步骤将它清除：
1) 告诉系统从你的进程的地址空间中撤消文件映射内核对象的映像。
2) 关闭文件映射内核对象。
3) 关闭文件内核对象。

下面将详细介绍这些操作步骤。
步骤1：创建或打开文件内核对象

HANDLE CreateFile(
PCSTR pszFileName,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwShareMode,
PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
DWORD dwCreationDisposition,
DWORD dwFlagsAndAttributes,
HANDLE hTemplateFile);

dwDesiredAccess的值

值	含义
0	不能读取或写入文件的内容。当只想获得文件的属性时，请设定0
GENERIC_READ	可以从文件中读取数据
GENERIC_WRITE	可以将数据写入文件
GENERIC_READ |GENERIC_WRITE	可以从文件中读取数据，也可以将数据写入文件

dwShareMode 的值

值	含义
0	打开文件的任何尝试均将失败
FILE_SHARE_READ	使用GENERIC_WRITE打开文件的其他尝试将会失败
FILE_SHARE_WRITE	使用GENERIC_READ打开文件的其他尝试将会失败
FILE_SHARE_READ FILE_SHARE_WRITE|	打开文件的其他尝试将会取得成功

步骤2：创建一个文件映射内核对象
调用CreateFileMapping函数告诉系统，文件映射对象需要多少物理存储器。

HANDLE CreateFileMapping(
HANDLE hFile,
PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
DWORD fdwProtect,
DWORD dwMaximumSizeHigh,
DWORD dwMaximumSizeLow,
PCTSTR pszName);

第一个参数：hFile用于标识你想要映射到进程地址空间中的文件句柄。该句柄由前面调用的CreateFile函数返回。
第二个参数：psa参数是指向文件映射内核对象的SECURITY_ATTRIBUTES结构的指针，通常传递的值是NULL（它提供默认的安全特性，返回的句柄是不能继承的）。
第三个参数：fdwProtect参数使你能够设定这些保护属性。大多数情况下，可以设定下表列出的3个保护属性之一。
使用fdwProtect 参数设定的部分保护属性

保护属性	含义
PAGE_READONLY	当文件映射对象被映射时，可以读取文件的数据。必须已经将GENERIC_READ传递给CreateFile函数
PAGE_READWRITE	当文件映射对象被映射时，可以读取和写入文件的数据。必须已经将GENERIC_READ | GENERIC_WRITE传递给Creat eFile
PAGE_WRITECOPY	当文件映射对象被映射时，可以读取和写入文件的数据。如果写入数据，会导致页面的私有拷贝得以创建。必须已经将GENERIC_READ或GENERIC_WRITE传递给CreateFile

除了上面的页面保护属性外，还有4个节保护属性

节的第一个保护属性是SEC_NOCACHE，它告诉系统，没有将文件的任何内存映射页面放入高速缓存。因此，当将数据写入该文件时，系统将更加经常地更新磁盘上的文件数据。供设备驱动程序开发人员使用的，应用程序通常不使用。
节的第二个保护属性是SEC_IMAGE，它告诉系统，你映射的文件是个可移植的可执行（PE）文件映像。当系统将该文件映射到你的进程的地址空间中时，系统要查看文件的内容，以确定将哪些保护属性赋予文件映像的各个页面。例如， PE文件的代码节（ . text）通常用PAGE_ EXECUTE_READ属性进行映射， 而PE 文件的数据节( .data) 则通常用PAGE_READW RITE属性进行映射。如果设定的属性是S
E C _ I M A G E，则告诉系统进行文件映像的映射，并设置相应的页面保护属性。
最后两个保护属性是SEC_RESERVE和SEC_COMMIT，它们是两个互斥属性。只有当创建由系统的页文件支持的文件映射对象时，这两个标志才有意义。SEC_COMMIT标志能使CreateFileMapping从系统的页文件中提交存储器。如果两个标志都不设定，其结果也一样。
第四和五个参数：dwMaximumSizeHigh和dwMaximumSizeLow这两个参数将告诉系统该文件的最大字节数
最后一个参数是pszName： 它是个以0结尾的字符串，用于给该文件映射对象赋予一个名字。该名字用于与其他进程共享文件映射对象。

步骤3：将文件数据映射到进程的地址空间
将文件的数据作为映射到该区域的物理存储器进行提交。

PVOID MapViewOfFile(
HANDLE hFileMappingObject,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwFileOffsetHigh,
DWORD dwFileOffsetLow,
SIZE_T dwNumberOfBytesToMap);

第一个参数：hFileMappingObject用于标识文件映射对象的句柄，该句柄是前面调用CreateFileMapping或OpenFileMapping函数返回的。

第二个参数：dwDesiredAccess用于标识如何访问该数据。可以设定下表所列的4个值中的一个。

值	含义
FILE_MAP_WRITE	可以读取和写入文件数据。CreateFileMapping函数必须通过传递PAGE_READWRITE标志来调用
FILE_MAP_READ	可以读取文件数据。CreateFileMapping函数可以通过传递下列任何一个保护属性来调用：PAGE_READONLY、PAGE_ READWRITE或PAGE_WRITECOPY
FILE_MAP_ALL_ACCES S	与FILE_MAP_WRITE相同
FILE_MAP_COPY	可以读取和写入文件数据。如果写入文件数据，可以创建一个页面的私有拷贝。在Windows 2000中，CreateileMapping函数可以用PAGE_READONLY、PAGE_READWRITE或PAGE_WRITECOPY等保护属性中的任何一个来调用。在Windows 98中，CreateFileMapping必须用PAGE_WRITECOPY来调用

（一个文件映射到你的进程的地址空间中时，你不必一次性地映射整个文件。相反，可以只将文件的一小部分映射到地址空间。被映射到进程的地址空间的这部分文件称为一个视图。）

第三四个参数：dwFileOfsetHigh和dwFileOfsetLow参数。指定哪个字节应该作为视图中的第一个字节来映射。
第五个参数：dwNumberOfBytesToMap有多少字节要映射到地址空间。如果设定的值是0，那么系统将设法把从文件中的指定位移开始到整个文件的结尾的视图映射到地址空间。

步骤4：从进程的地址空间中撤消文件数据的映像
当不再需要保留映射到进程地址空间区域中的文件数据时，可以通过调用下面的函数将它释放：

BOOL UnmapViewOfFile(PVOID pvBaseAddress);

参数：pvBaseAddress由MapViewOfFile函数返回。
注意：如果没有调用这个函数，那么在进程终止运行前，保留的区域就不会被释放。每当调用MapViewOfFile时，系统总是在你的进程地址空间中保留一个新区域，而以前保留的所有区域将不被释放。
为了提高速度，系统将文件的数据页面进行高速缓存，并且在对文件的映射视图进行操作时不立即更新文件的磁盘映像。如果需要确保你的更新被写入磁盘，可以强制系统将修改过的数据的一部分或全部重新写入磁盘映像中，方法是调用FlushViewOfFile函数：

BOOL FlushViewOfFile(
PVOID pvAddress,
SIZE_T dwNumberOfBytesToFlush);

第一个参数是包含在内存映射文件中的视图的一个字节的地址。该函数将你在这里传递的地址圆整为一个页面边界值。
第二个参数用于指明你想要刷新的字节数。系统将把这个数字向上圆整，使得字节总数是页面的整数。如果你调用FlushViewOfFile函数并且不修改任何数据，那么该函数只是返回，而不将任何信息写入磁盘。

步骤5和步骤6：关闭文件映射对象和文件对象
用CloseHandle函数关闭相应的对象。
在代码开始运行时关闭这些对象：

HANDLE hFile = CreateFile(...);
HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(hFile, ...);
CloseHandle(hFile);
PVOID pvFile = MapViewOfFile(hFileMapping, ...);
CloseHandle(hFileMapping);

// Use the memory-mapped file.

UnmapViewOfFile(pvFile);