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メモリマップトファイルを動的に拡張する方法

私はC＃を使用して、次の要件を解決しました。-大量のデータを高速に受信できるアプリを作成します-受信したデータを分析して、さらに多くのデータを受信できるようにする必要があります。 -CPUとディスクの使用量をできるだけ少なくします

アルゴリズムについての私の考えは..

SIZE = 10MB
Create a mmf with the size of SIZE
On data recived:
  if data can't fit mmf: increase mmf.size by SIZE
  write the data to mmf

->以前の「部屋/スペース」を使用すると、ディスクのサイズが10MBのチャンクで増加します。

C＃で「mmf.sizeをSIZEで増やす」はどのように行われますか？ mmfsとビューの作成に関する簡単な例をたくさん見つけましたが、唯一の場所（ link ）mmfs領域を実際に増やすコードは、コンパイルできないコードを使用しています。どんな助けでも大いに評価されます。

編集これは例外を引き起こします：

private void IncreaseFileSize()
{
    int theNewMax = this.currentMax + INCREMENT_SIZE;
    this.currentMax = theNewMax;

    this.mmf.Dispose();

    this.mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(this.FileName, FileMode.Create, "MyMMF", theNewMax);
    this.view = mmf.CreateViewAccessor(0, theNewMax);            
}

この例外がスローされます：別のプロセスによって使用されているため、プロセスはファイル 'C：\ Users\moberg\Documents\data.bin'にアクセスできません。

c#.net-4.0memory-mapped-files
29
Moberg

メモリにファイルをマップすると、そのサイズを増やすことはできません。 これはメモリマップファイルの既知の制限です。

...ファイルマッピングオブジェクトのサイズは静的であるため、完成したファイルのサイズを計算または見積もる必要があります。一度作成すると、サイズを拡大または縮小することはできません。

1つの戦略は、 指定されたサイズの非永続メモリマップファイル 、たとえば1GBまたは2GBに格納されているチャンクを使用することです。これらは、独自の設計のトップレベルViewAccessorを介して管理します（おそらく、必要なメソッドの基本的なパススルーを MemoryMappedViewAccessor から実行します）。

編集：または、使用する予定の最大サイズの非永続メモリマップファイルを作成することもできます（たとえば、開始時に8GB、パラメータをアプリケーションの起動時に調整し、論理チャンクごとにMemoryMappedViewAccessorを取得します。非永続ファイルは、各ビューが要求されるまで物理リソースを使用しません。

26
user7116

さて、できます!!。

これが、拡張可能なメモリマップファイルの実装です。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;

namespace MmbpTree
{
    public unsafe sealed class GrowableMemoryMappedFile : IDisposable
    {

        private const int AllocationGranularity = 64 * 1024;

        private class MemoryMappedArea
        {
            public MemoryMappedFile Mmf;
            public byte* Address;
            public long Size;
        }


        private FileStream fs;

        private List<MemoryMappedArea> areas = new List<MemoryMappedArea>();
        private long[] offsets;
        private byte*[] addresses;

        public long Length
        {
            get {
                CheckDisposed();
                return fs.Length;
            }
        }

        public GrowableMemoryMappedFile(string filePath, long initialFileSize)
        {
            if (initialFileSize <= 0 || initialFileSize % AllocationGranularity != 0)
            {
                throw new ArgumentException("The initial file size must be a multiple of 64Kb and grater than zero");
            }
            bool existingFile = File.Exists(filePath);
            fs = new FileStream(filePath, FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.ReadWrite, FileShare.None);
            if (existingFile)
            {
                if (fs.Length <=  0 || fs.Length % AllocationGranularity != 0)
                {
                    throw new ArgumentException("Invalid file. Its lenght must be a multiple of 64Kb and greater than zero");
                }
            }
            else
            { 
                fs.SetLength(initialFileSize);
            }
            CreateFirstArea();
        }

        private void CreateFirstArea()
        {
            var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(fs, null, fs.Length, MemoryMappedFileAccess.ReadWrite,  null, HandleInheritability.None, true);
            var address = Win32FileMapping.MapViewOfFileEx(mmf.SafeMemoryMappedFileHandle.DangerousGetHandle(), 
                Win32FileMapping.FileMapAccess.Read | Win32FileMapping.FileMapAccess.Write,
                0, 0, new UIntPtr((ulong) fs.Length), null);
            if (address == null) throw new Win32Exception();

            var area = new MemoryMappedArea
            {
                Address = address,
                Mmf = mmf,
                Size = fs.Length
            };
            areas.Add(area);

            addresses = new byte*[] { address };
            offsets = new long[] { 0 };

        }


        public void Grow(long bytesToGrow)
        {
            CheckDisposed();
            if (bytesToGrow <= 0 || bytesToGrow % AllocationGranularity != 0)  {
                throw new ArgumentException("The growth must be a multiple of 64Kb and greater than zero");
            }
            long offset = fs.Length;
            fs.SetLength(fs.Length + bytesToGrow);
            var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(fs, null, fs.Length, MemoryMappedFileAccess.ReadWrite, null, HandleInheritability.None, true);
            uint* offsetPointer = (uint*)&offset;
            var lastArea = areas[areas.Count - 1];
            byte* desiredAddress = lastArea.Address + lastArea.Size;
            var address = Win32FileMapping.MapViewOfFileEx(mmf.SafeMemoryMappedFileHandle.DangerousGetHandle(), 
                Win32FileMapping.FileMapAccess.Read | Win32FileMapping.FileMapAccess.Write,
                offsetPointer[1], offsetPointer[0], new UIntPtr((ulong)bytesToGrow), desiredAddress);
            if (address == null) {
                address = Win32FileMapping.MapViewOfFileEx(mmf.SafeMemoryMappedFileHandle.DangerousGetHandle(),
                   Win32FileMapping.FileMapAccess.Read | Win32FileMapping.FileMapAccess.Write,
                   offsetPointer[1], offsetPointer[0], new UIntPtr((ulong)bytesToGrow), null);
            }
            if (address == null) throw new Win32Exception();
            var area = new MemoryMappedArea {
                Address = address,
                Mmf = mmf,
                Size = bytesToGrow
            };
            areas.Add(area);
            if (desiredAddress != address) {
                offsets = offsets.Add(offset);
                addresses = addresses.Add(address);
            }
        }

        public byte* GetPointer(long offset)
        {
            CheckDisposed();
            int i = offsets.Length;
            if (i <= 128) // linear search is more efficient for small arrays. Experiments show 140 as the cutpoint on x64 and 100 on x86.
            {
                while (--i > 0 && offsets[i] > offset);
            }
            else // binary search is more efficient for large arrays
            {
                i = Array.BinarySearch<long>(offsets, offset);
                if (i < 0) i = ~i - 1;
            }
            return addresses[i] + offset - offsets[i];
        }

        private bool isDisposed;

        public void Dispose()
        {
            if (isDisposed) return;
            isDisposed = true;
            foreach (var a in this.areas)
            {
                Win32FileMapping.UnmapViewOfFile(a.Address);
                a.Mmf.Dispose();
            }
            fs.Dispose();
            areas.Clear();
        }

        private void CheckDisposed()
        {
            if (isDisposed) throw new ObjectDisposedException(this.GetType().Name);
        }

        public void Flush()
        {
            CheckDisposed();
            foreach (var area in areas)
            {
                if (!Win32FileMapping.FlushViewOfFile(area.Address, new IntPtr(area.Size))) {
                    throw new Win32Exception();
                }
            }
            fs.Flush(true);
        }
    }
}

これがWin32FileMappingクラス：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace MmbpTree
{
    public static unsafe class Win32FileMapping
    {
        [Flags]
        public enum FileMapAccess : uint
        {
            Copy = 0x01,
            Write = 0x02,
            Read = 0x04,
            AllAccess = 0x08,
            Execute = 0x20,
        }

        [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
        public static extern byte* MapViewOfFileEx(IntPtr mappingHandle,
                                            FileMapAccess access,
                                            uint offsetHigh,
                                            uint offsetLow,
                                            UIntPtr bytesToMap,
                                            byte* desiredAddress);

        [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
        public static extern bool UnmapViewOfFile(byte* address);


        [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
        [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
        public static extern bool FlushViewOfFile(byte* address, IntPtr bytesToFlush);
    }
}

そして、ここにExtensionsクラスがあります。

using System;

namespace MmbpTree
{
    public static class Extensions
    {
        public static T[] Add<T>(this T[] array, T element)
        {
            var result = new T[array.Length + 1];
            Array.Copy(array, result, array.Length);
            result[array.Length] = element;
            return result;
        }

        public static unsafe byte*[] Add(this byte*[] array, byte* element)
        {
            var result = new byte*[array.Length + 1];
            Array.Copy(array, result, array.Length);
            result[array.Length] = element;
            return result;
        }
    }
}

ご覧のとおり、私は危険なアプローチを取っています。これは、メモリマップトファイルのパフォーマンス上の利点を得る唯一の方法です。

これを使用するには、次の概念を考慮する必要があります。

  • ブロックまたはページ。これは、使用する連続メモリアドレスとストレージスペースの最小領域です。ブロックまたはページのサイズは、基になるシステムページサイズの倍数である必要があります（4Kb）。
  • 初期ファイルサイズ。ブロックまたはページサイズの倍数である必要があり、システム割り当ての粒度の倍数である必要があります（64Kb）。
  • ファイルの増加。ブロックまたはページサイズの倍数である必要があり、システム割り当ての粒度の倍数である必要があります（64Kb）。

たとえば、1Mbのページサイズ、64Mbのファイル拡張、1Gbの初期サイズで作業したい場合があります。 GetPointerを呼び出すことでページへのポインタを取得し、Growを使用してファイルを拡張し、Flushを使用してファイルをフラッシュできます。

const int InitialSize = 1024 * 1024 * 1024;
const int FileGrowth = 64 * 1024 * 1024;
const int PageSize = 1024 * 1024;
using (var gmmf = new GrowableMemoryMappedFile("mmf.bin", InitialSize))
{
    var pageNumber = 32;
    var pointer = gmmf.GetPointer(pageNumber * PageSize);

    // you can read the page content:
    byte firstPageByte = pointer[0];
    byte lastPageByte = pointer[PageSize - 1];

    // or write it
    pointer[0] = 3;
    pointer[PageSize -1] = 43;


    /* allocate more pages when needed */
    gmmf.Grow(FileGrowth);

    /* use new allocated pages */

    /* flushing the file writes to the underlying file */ 
    gmmf.Flush();

}
5
Jesús López

コードがコンパイルされない理由は、存在しないオーバーロードを使用しているためです。自分でファイルストリームを作成し、それを正しいオーバーロードに渡します（2000が新しいサイズになると想定）。

FileStream fs = new FileStream("C:\MyFile.dat", FileMode.Open);
MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(fs, "someName", 2000,
 MemoryMappedFileAccess.ReadWriteExecute, null, HandleInheritablity.None, false);

または、このオーバーロードを使用して、フィルストリームの作成をスキップします。

MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile("C:\MyFile.dat", 
          FileMode.Open, "someName", 2000);
1
Edwin de Koning

同じ名前で新しいサイズのmmfを閉じて再作成すると、すべての目的と目的で機能することがわかりました。

                using (var mmf = MemoryMappedFile.CreateOrOpen(SenderMapName, 1))
                {
                    mmf.SafeMemoryMappedFileHandle.Close();
                }
                using (var sender = MemoryMappedFile.CreateNew(SenderMapName, bytes.Length))

そしてそれは本当に速いです。

0
Justin

capacityパラメータをとる MemoryMappedFile.CreateFromFile のオーバーロードを使用します。

0
BlackICE