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Delphi 中内存映射对于大文件的使用

针对超大文件,利用Delphi的内存映射机制分块处理,以10倍页面粒度为单位映射,通过GetSystemInfo获取页面分配粒度。在循环中判断当前映射范围是否足够,不足时保留剩余数据并重新映射,合并后顺序读取指定长度数据。

Delphi 中内存映射对于大文件的使用

Delphi 中内存映射对于大文件的使用

平时很少碰大文件的内存映射,这次正好遇上这样的需求,就把过程记录下来,算是给各位一个引子。应用不算复杂,难免有考虑不周的地方,欢迎交流指正。

对于小文件,普通的文件流就能轻松搞定。可一旦遇到超大文件——比如2G甚至更大——文件流就力不从心了。这时候必须借助API提供的内存映射机制。即便用了内存映射,也不能一次性映射整个文件,得采用分块映射,每次只处理一小部分。

先来看几个核心函数:

CreateFile —— 打开文件
GetFileSize —— 获取文件尺寸
CreateFileMapping —— 创建映射
MapViewOfFile —— 映射文件

细看 MapViewOfFile 的帮助文档会发现,它的最后两个参数都必须是页面粒度的整数倍。一般机器的页面粒度是64KB(65536字节)。而在实际开发中,我们操作的数据往往不会这么“规矩”,任意位置、任意长度都是可能的,所以必须做一些额外处理。

本例的任务是这样的:从一个长度列表(FInfoList)中依次读取长度值,然后到另一个大文件(FSourceFileName)中顺序读取指定长度的数据。如果文件很小,一次性读到文件流里然后逐个读取就行。但面对大文件,就需要不断改变映射位置,才能拿到想要的数据。

具体做法是先通过 GetSystemInfo 获取页面粒度,然后以10倍页面粒度作为一个映射数据块。在 for 循环里,会判断已经读取的长度(totallen)加上即将读取的长度,是否还在本次映射范围(10倍页面粒度)之内。如果在,就直接读取;如果超出了,就要记下剩余的数据,重新映射下一块内存,再把之前剩下的数据和新读取的数据合并起来。听起来有点绕——其实主要是实现思路绕了一点。

下面是代码实现:

procedure TGetDataThread.DoGetData; 
var 
 FFile_Handle:THandle; 
 FFile_Map:THandle; 
 list:TStringList; 
 p:PChar; 
 i,interval:Integer; 
begin 
 try 
 totallen := 0; 
 offset := 0; 
 tstream := TMemoryStream.Create; 
 stream := TMemoryStream.Create; 
 list := TStringList.Create; 
 //获取系统信息 
 GetSystemInfo(sysinfo); 
 //页面分配粒度大小 
 blocksize := sysinfo.dwAllocationGranularity; 
 //打开文件 
 FFile_Handle := CreateFile(PChar(FSourceFileName),GENERIC_READ,FILE_SHARE_READ,nil,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,0); 
 if FFile_Handle = INVALID_HANDLE_VALUE then Exit; 
 //获取文件尺寸 
 filesize := GetFileSize(FFile_Handle,nil); 
 //创建映射 
 FFile_Map := CreateFileMapping(FFile_Handle,nil,PAGE_READONLY,0,0,nil); 
 if FFile_Map = 0 then Exit; 
 //此处我们已10倍blocksize为一个数据块来映射,如果文件尺寸小于10倍blocksize,则直接映射整个文件长度 
 if filesize div blocksize > 10 then 
  readlen := 10*blocksize 
 else 
  readlen := filesize; 
 for i := 0 to FInfoList.Count - 1 do 
 begin 
  list.Delimiter := ':'; 
  list.DelimitedText := FInfoList.Strings[i]; 
  //取得长度,我这里做了解析,因为我存储的信息为 a:b:c 这种类型,所以以:号分隔 
  len := StrToInt(list.Strings[1]); 
  interval := StrToInt(list.Strings[2]); 
  if (i = 0) or (totallen+len >=readlen) then 
  begin 
   //如果已读取的长度加上即将要读取的长度大于 10倍blocksize,那么我们要保留之前映射末尾的内容,以便和新映射的内容合并 
   if i > 0 then 
   begin 
    offset := offset + readlen; 
    //写入临时流 
    tstream.Write(p^,readlen-totallen); 
    tstream.Position := 0; 
   end; 
   //如果未读取的数据长度已经不够一个分配粒度,那么就直接映射剩下的长度 
   if filesize-offset < blocksize then 
    readlen := filesize-offset; 
   //映射,p是指向映射区域的指针 
   //注意这里第三个参数,一直设为0,这个值要根据实际情况设置 
   p := PChar(MapViewOfFile(FFile_Map,FILE_MAP_READ,0,offset,readlen)); 
  end; 
  //如果临时流中有数据,需要合并 
  if tstream.Size > 0 then 
  begin 
   //把临时流数据copy过来 
   stream.CopyFrom(tstream,tstream.Size); 
   //然后在末尾写入新数据,合并完成 
   stream.Write(p^,len-tstream.Size); 
   totallen := len-tstream.Size; 
   //移动指针的位置,指向下一个数据的开始 
   Inc(p,len-tstream.Size); 
   tstream.Clear; 
  end 
  else 
  begin 
   stream.Write(p^,len); 
   totallen := totallen + len; 
   Inc(p,len); 
  end; 
  stream.Position := 0; 
  //将流保存成文件 
  stream.Sa veToFile(IntToStr(i)+'.txt'); 
  stream.Clear; 
 end; 
 finally 
  stream.Free; 
  tstream.Free; 
  CloseHandle(FFile_Handle); 
  CloseHandle(FFile_Map); 
 end; 
end; 
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