5.10 内存映射的二进制文件

    使用 模块来内存映射文件。下面是一个工具函数,向你演示了如何打开一个文件并以一种便捷方式内存映射这个文件。

    为了使用这个函数,你需要有一个已创建并且内容不为空的文件。下面是一个例子,教你怎样初始创建一个文件并将其内容扩充到指定大小:

    1. >>> size = 1000000
    2. >>> with open('data', 'wb') as f:
    3. ... f.write(b'\x00')
    4. ...
    5. >>>

    下面是一个利用 memory_map() 函数类内存映射文件内容的例子:

    1. >>> with memory_map('data') as m:
    2. ... print(len(m))
    3. ...
    4. 1000000
    5. b'Hello World'
    6. >>> m.closed
    7. True

    默认情况下, memeory_map() 函数打开的文件同时支持读和写操作。任何的修改内容都会复制回原来的文件中。如果需要只读的访问模式,可以给参数 赋值为 mmap.ACCESS_READ 。比如:

    如果你想在本地修改数据,但是又不想将修改写回到原始文件中,可以使用 mmap.ACCESS_COPY

    1. m = memory_map(filename, mmap.ACCESS_COPY)

    为了随机访问文件的内容,使用 mmap 将文件映射到内存中是一个高效和优雅的方法。例如,你无需打开一个文件并执行大量的 seek() , , write() 调用,只需要简单的映射文件并使用切片操作访问数据即可。

    需要强调的一点是,内存映射一个文件并不会导致整个文件被读取到内存中。也就是说,文件并没有被复制到内存缓存或数组中。相反,操作系统仅仅为文件内容保留了一段虚拟内存。当你访问文件的不同区域时,这些区域的内容才根据需要被读取并映射到内存区域中。而那些从没被访问到的部分还是留在磁盘上。所有这些过程是透明的,在幕后完成!

    如果多个Python解释器内存映射同一个文件,得到的 mmap 对象能够被用来在解释器直接交换数据。也就是说,所有解释器都能同时读写数据,并且其中一个解释器所做的修改会自动呈现在其他解释器中。很明显,这里需要考虑同步的问题。但是这种方法有时候可以用来在管道或套接字间传递数据。

    这一小节中函数尽量写得很通用,同时适用于Unix和Windows平台。要注意的是使用 mmap() 函数时会在底层有一些平台的差异性。另外,还有一些选项可以用来创建匿名的内存映射区域。如果你对这个感兴趣,确保你仔细研读了Python文档中 。