利用mmap怎么對(duì)文件進(jìn)行復(fù)制

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)利用mmap怎么對(duì)文件進(jìn)行復(fù)制，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

典型的文件復(fù)制的流程是：

1、讀取（fread）被復(fù)制的文件的內(nèi)容。
2、寫入（fwrite）到新的文件中去。

使用mmap進(jìn)行文件復(fù)制的流程則是：

1、為被復(fù)制的文件已經(jīng)新文件分別進(jìn)行mmap映射。
2、將被復(fù)制的文件映射的內(nèi)存的內(nèi)容復(fù)制到新文件映射的內(nèi)存。

在知道了基本原理之后，讓我們看看具體的做法，本文只分析使用mmap進(jìn)行大文件復(fù)制的方法

具體的做法

先了解一些使用mmap時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意的細(xì)節(jié)：

• 文件的大小必須要大于等于內(nèi)存映射區(qū)的大小，因此對(duì)于創(chuàng)建的新文件，可以使用文件截?cái)嗪瘮?shù)（ftruncate）來(lái)改變文件的大小和被復(fù)制的文件大小一樣，這樣子才能在映射一個(gè)和被復(fù)制的文件的映射區(qū)一樣大的內(nèi)存映射區(qū)。
  

• 下面我將使用單進(jìn)程和多進(jìn)程兩種方式來(lái)進(jìn)行mmap文件復(fù)制
  

單進(jìn)程mmap文件復(fù)制

#include<stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
/* 首先規(guī)定一下該命令的參數(shù) ：
 * mycopy 源文件地址 目標(biāo)文件地址
 *
 * 可能需要的函數(shù)：open\read\write\close
 * 基本流程：打開源文件，讀取內(nèi)容，寫到另一個(gè)文件，關(guān)閉文件
 * 核心方法：通過(guò)mmap(最快的進(jìn)程間通信方法) 
 * 如何獲取文件的大?。?
 *
 */
unsigned long get_file_byte_num(const char * filename)
{
 FILE *fp = fopen(filename, "r");
 fseek(fp, 0, SEEK_END);
 return ftell(fp);
}
int main(int argc, char ** argv)
{
 // 首先解析輸入的參數(shù)得到源文件和目標(biāo)文件
 if (argc < 3)
 {
  perror("參數(shù)輸入不足");
 }
 int slen = strlen(argv[1]); // 這個(gè)是源文件的名的長(zhǎng)度
 int tlen = strlen(argv[2]); // 這個(gè)是目標(biāo)文件名的長(zhǎng)度
 char *sname = (char *)malloc(sizeof(char)*(slen + 1));
 char *tname = (char*)malloc(sizeof(char)*(tlen + 1));
 strcpy(sname, argv[1]);
 strcpy(tname, argv[2]);
 // 打開目標(biāo)文件
 // 計(jì)算源文件的大小（字節(jié)數(shù)）
 unsigned long byte_num = get_file_byte_num(sname);
 printf("文件的長(zhǎng)度為%ld字節(jié)\n", byte_num);
 //--------建立 mmap 映射區(qū) --------------
 // 獲取被復(fù)制文件的文件描述符
 int fd = open(sname, O_RDWR|O_CREAT, 0644);
 int tfd = open(tname, O_RDWR|O_CREAT, 0644);
 ftruncate(tfd, byte_num);

 char *mem =(char*) mmap(NULL, byte_num, PROT_WRITE|PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
 if (mem == MAP_FAILED)
  perror("mmap err");
 char *tmem =(char*) mmap(NULL, byte_num, PROT_WRITE|PROT_READ, MAP_SHARED, tfd, 0);
 if (tmem == MAP_FAILED)
  perror("mmap err");

 close(fd); // 內(nèi)存映射區(qū)建立之后，就可以關(guān)閉文件描述符
 close(tfd);

 memcpy(tmem, mem, byte_num);

 // 回收子進(jìn)程，等待拷貝結(jié)束
 munmap(mem, byte_num);
 munmap(tmem, byte_num);
 free(sname);
 free(tname);

多進(jìn)程mmap復(fù)制文件

所謂的多進(jìn)程mmap復(fù)制文件，只是做了將復(fù)制的任務(wù)分給多個(gè)進(jìn)程去完成，核心思想不變。

#include<stdio.h>
#include <string.h>
#include <malloc.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
/* 首先規(guī)定一下該命令的參數(shù) ：
* mycopy 源文件地址 目標(biāo)文件地址
*
* 可能需要的函數(shù)：open\read\write\close
* 基本流程：打開源文件，讀取內(nèi)容，寫到另一個(gè)文件，關(guān)閉文件
* 核心方法：通過(guò)mmap(最快的進(jìn)程間通信方法) 
* 如何獲取文件的大小：
*
*/
// 獲取文件的字節(jié)數(shù)
unsigned long get_file_byte_num(const char * filename)
{
 FILE *fp = fopen(filename, "r");
 fseek(fp, 0, SEEK_END);
 return ftell(fp);
}

// sigchld信號(hào)處理函數(shù)
void sigchld_handle(int a)
{
 pid_t pid;
 while ((pid = waitpid(0,NULL, WNOHANG)) > 0)
 {
  printf("回收到一個(gè)子進(jìn)程%d\n", pid);
 }
}

int main(int argc, char ** argv)
{
 // 首先解析輸入的參數(shù)得到源文件和目標(biāo)文件
 if (argc < 3)
 {
  perror("參數(shù)輸入不足");
 }
 int slen = strlen(argv[1]); // 這個(gè)是源文件的名的長(zhǎng)度
 int tlen = strlen(argv[2]); // 這個(gè)是目標(biāo)文件名的長(zhǎng)度
 char *sname = (char *)malloc(sizeof(char)*(slen + 1));
 char *tname = (char*)malloc(sizeof(char)*(tlen + 1));
 strcpy(sname, argv[1]);
 strcpy(tname, argv[2]);
 // 打開目標(biāo)文件
 FILE * tfp = fopen(tname, "w"); // 不存在則創(chuàng)建
 // 計(jì)算源文件的大?。ㄗ止?jié)數(shù)）
 unsigned long byte_num = get_file_byte_num(sname);
 printf("文件的長(zhǎng)度為%ld字節(jié)\n", byte_num);
 //--------建立 mmap 映射區(qū) --------------
 // 獲取被復(fù)制文件的文件描述符
 int fd = open(sname, O_RDWR|O_CREAT, 0644);
 int tfd = open(tname, O_RDWR|O_CREAT, 0644);
 ftruncate(tfd, byte_num); // 將tfd指向的文件的大小改變?yōu)閎yte_num

 char *mem =(char*) mmap(NULL, byte_num, PROT_WRITE|PROT_READ, MAP_SHARED, fd, 0);
 char * mem_tmp = mem; // 備份共享內(nèi)存入口地址
 if (mem == MAP_FAILED)
 perror("MAP_FAILED");
 char *tmem = (char*)mmap(NULL, byte_num, PROT_WRITE, MAP_SHARED,tfd, 0);
 char * tmem_tmp = tmem;
 if (tmem == MAP_FAILED)
 perror("mmap err");

 close(fd); // 內(nèi)存映射區(qū)建立之后，就可以關(guān)閉文件描述符
 close(tfd);

 // 父子進(jìn)程之間就可以通過(guò)這個(gè)mem指針進(jìn)行通信了
 // 規(guī)定進(jìn)程數(shù)量為5mZ const int num_proc = 5;
 // 根據(jù)進(jìn)程數(shù)量，計(jì)算每個(gè)進(jìn)程需要拷貝的字節(jié)數(shù)，
 // 最后一個(gè)進(jìn)程拷貝剩余的字節(jié)數(shù)。
 const int num_proc = 5;
 const unsigned long each_proc_byte = byte_num/num_proc;
 // 由于可能無(wú)法整除，因此最后一個(gè)進(jìn)程，需要多復(fù)制一些
 const unsigned long last_proc_byte = byte_num - each_proc_byte*(num_proc - 1); 

 // 屏蔽sigchld信號(hào)的系統(tǒng)默認(rèn)處理方式
 sigset_t set;
 sigemptyset(&set); // 初始化一下set
 sigaddset(&set, SIGCHLD);
 sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL); // 屏蔽

 // 循環(huán)創(chuàng)建子進(jìn)程
int i; 
pid_t pid;
for(i = 0; i < num_proc - 1; ++i)
{
 if ((pid = fork())==-1)
 perror("fork error");
 if (pid == 0)
 break;
}

 // -------具體的拷貝過(guò)程---------
 if (i == num_proc - 1) // 父進(jìn)程
 {
  // 設(shè)置信號(hào)捕捉和解除屏蔽
  struct sigaction act;
  act.sa_handler = sigchld_handle;
  sigemptyset(&act.sa_mask); // 處理期間不屏蔽其他信號(hào)
  sigaction(SIGCHLD, &act, NULL); // 啟動(dòng)信號(hào)捕獲
  sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL); // 解除SIGCHLD的屏蔽

  memcpy(tmem_tmp + each_proc_byte*i, mem_tmp + each_proc_byte*i, last_proc_byte); 

 }else
 {
  memcpy(tmem + each_proc_byte*i, mem_tmp + each_proc_byte*i, each_proc_byte);
 }
 //
 // 回收子進(jìn)程，等待拷貝結(jié)束
 //

  munmap(mem, byte_num);
  munmap(tmem, byte_num);
  free(sname);
  free(tname);
  return 0;
}

幾個(gè)問題

1、主進(jìn)程什么時(shí)候進(jìn)行munmap才不會(huì)影響其他進(jìn)程使用mmap進(jìn)行復(fù)制。

父子進(jìn)程之間的用戶空間遵循“讀時(shí)共享、寫時(shí)復(fù)制”的原則，mmap肯定是采用的用戶空間的內(nèi)存，因此我認(rèn)為最好的處理方法，就是每個(gè)進(jìn)程都進(jìn)行munmap。

2、sleep()函數(shù)的注意點(diǎn)：

sleep在manpage上的原文解釋為：sleep() makes the calling process sleep until seconds seconds have elapsed or a signal arrives which is not ignored.

也就是說(shuō)，結(jié)束sleep的情況又兩種：1.休眠時(shí)間到。2.調(diào)用sleep的進(jìn)程收到一個(gè)信號(hào)，且該信號(hào)未被屏蔽，在該信號(hào)處理完成后，理解結(jié)束sleep。

關(guān)于利用mmap怎么對(duì)文件進(jìn)行復(fù)制就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。