使用mmap实现多进程对大文件拷贝

Z时代
2024-01-10
分类：IT

本文实例为大家分享了mmap实现文件多进程拷贝，供大家参考，具体内容如下

假设有一个超大文件，需对其完成拷贝工作。为提高效率，可采用多进程并行拷贝的方法来实现。假设文件大小为len，共有n个进程对该文件进行拷贝。那每个进程拷贝的字节数应为len/n。但未必一定能整除，我们可以选择让最后一个进程负责剩余部分拷贝工作。可使用len % (len/n)将剩余部分大小求出。

为降低实现复杂度，可选用mmap来实现源、目标文件的映射，通过指针操作内存地址，设置每个进程拷贝的起始、结束位置。借助MAP_SHARED选项将内存中所做的修改反映到物理磁盘上。

思路：

//1. 指定创建子进程的个数

//2. 打开源文件

//3. 打开目的文件, 不存在则创建

//4. 获取文件大小

//5. 根据文件大小拓展目标文件

//6. 为源文件创建映射

//7. 为目标文件创建映射

//8. 求出每个子进程该拷贝的字节数

//9. 创建N个子进程

//10. 子进程完成分块拷贝(注意最后一个子进程拷贝起始位置)

//11. 释放映射区

代码如下：


#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include<sys/wait.h>
#include<string.h>
#include <fcntl.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
 int n;
 if(argc < 3 || argc > 4)
 {
 printf("Enter like this : ./a.out file_src file_dst [proc_number]\n");
 exit(1);
 }
 else if(argc == 3) //用户未指定，默认创建5个进程。
 n = 5;
 else
 n = atoi(argv[3]);
 //2.打开源文件
 int fd_src = open(argv[1],O_RDONLY);
 if(fd_src < 0)
 {
 perror("open");
 exit(2);
 }
 //3.打开目标文件，不存在就创建，存在则截断为0的大小。
 int fd_dst = open(argv[2],O_RDWR |O_CREAT |O_TRUNC,0664);
 if(fd_dst < 0)
 {
 perror("open");
 exit(3);
 }
 //4.获取源文件大小。
 struct stat sbuf;
 int ret = fstat(fd_src,&sbuf); //fd_src所指向的文件信息保存到结构体sbuf中。
 if(ret < 0)
 {
 perror("fstat");
 exit(4);
 }
 int flen = sbuf.st_size; //源文件大小。
 if(flen < n) //文件长度小于进程个数。
 {
 n = flen;
 }
 //5.根据文件大小拓展目标文件。
 ret = ftruncate(fd_dst,flen);//将参数fd指定的文件大小改为参数length指定的大小
 if(ret < 0)
 {
 perror("ftruncate");
 exit(5);
 }
 //6.为源文件创建映射。
// void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
//addr == NULL,表示内核选择一个合适的地址创建一个length大小的共享内存，
 char *mp_src = (char*)mmap(NULL,flen,PROT_READ,MAP_SHARED,fd_src,0); //0，表示将fd_src所指向的文件从起始映射到共享内存中，共享内存的权限为只读，进程间共享。
 if(mp_src == MAP_FAILED) //mmap一定要检查返回值。
 {
 perror("mmap");
 exit(6);
 }
 close(fd_src);
 //7.为目标文件创建映射。
 char *mp_dst = (char*)mmap(NULL,flen,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd_dst,0);
 if(mp_dst == MAP_FAILED) //mmap一定要检查返回值。
 {
 perror("mmap");
 exit(7);
 }
 close(fd_dst);
 //8.求出每个进程拷贝的字节数。
 int bs = flen / n;
 int mod = flen % bs; //求出均分后余下的字节数，让最后一个子进程处理。
 char *temp_src = mp_src;
 char *temp_dst = mp_dst;
 //9.创建n个子进程。
 int i ;
 pid_t pid;
 for(i = 0; i < n; ++i)
 {
 printf("create %dth proc\n",i);
 if( (pid =fork()) == 0 )
  break;
 }
 if(n == i) //父进程。
 {
 int j = 0;
 for(j = 0; j < n; ++j)
  wait(NULL);
 }
 else if(i == (n-1)) //10.子进程拷贝，最后一个子进程，它多处理均分后剩下的字节数。
 {
 printf("i = %d\n",i);
 memcpy(temp_dst+i*bs,temp_src+i*bs,bs+mod);
 }
 else if(i == 0)
 {
 printf("i = %d\n",i);
 memcpy(temp_dst,temp_src,bs);
 }
 else 
 {
 printf("i = %d\n",i);
 memcpy(temp_dst+i*bs,temp_src+i*bs,bs);
 }
 //11.释放映射区。
 munmap(mp_src,flen);
 munmap(mp_dst,flen);
 return 0;
}