Системное программирование в среде Windows

cbMap — размер отображаемого участка файла в байтах. Если значение этого параметра установлено равным 0, то отображаться будет весь файл, существующий в момент вызова функции MapViewOfFile.

Функция MapViewOfFileEx аналогична функции MapViewOfFile, но дополнительно позволяет указать при вызове начальный адрес памяти для отображенного представления. Например, в качестве такого адреса может быть указан адрес массива в пространстве данных программы. В Windows, если затребованная область памяти уже используется для отображения, выполнение этой функции завершится с ошибкой.

Точно так же как память, распределенная из кучи, должна освобождаться при помощи функции HeapFree, необходимо отменять и отображение представления файла, которое больше не используется. 

BOOL UnmapViewOfFile(LPVOID lpBaseAddress) 

Взаимосвязь между адресным пространством процесса и отображаемым файлом проиллюстрирована на рис. 5.3. 

Рис. 5.З. Отображение представления файла на адресное пространство процесса

Вызов функции FlushViewOfFile вынуждает систему записать измененные страницы на диск. Как правило, процесс, получающий доступ к файлу через его отображение в памяти, и процесс, получающий доступ к файлу посредством обычных файловых операций ввода/вывода, будут "видеть" разные представления файла. Не решает эту проблему и выполнение файловых операций ввода/вывода без буферизации, так как представление отображаемого файла в памяти не записывается немедленно на диск. 

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]

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.

Ограничения метода отображения файлов

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: