內存映射文件
內存映射文件包含虛擬內存中文件的內容。 藉助文件和內存空間之間的這種映射，應用（包括多個進程）可以直接對內存執行讀取和寫入操作，從而修改文件。 從 .NET Framework 4 開始，可以使用託管代碼訪問內存映射文件，就像本機 Windows 函數訪問內存映射文件（如管理內存映射文件所述）一樣。
內存映射文件分爲兩種類型：
- 持久化內存映射文件
持久化文件是與磁盤上的源文件相關聯的內存映射文件。 當最後一個進程處理完文件時，數據保存到磁盤上的源文件中。 此類內存映射文件適用於處理非常大的源文件。 - 非持久化內存映射文件
非持久化文件是不與磁盤上的文件相關聯的內存映射文件。 當最後一個進程處理完文件時，數據會丟失，且文件被垃圾回收器回收。 此類文件適合創建共享內存，以進行進程內通信 (IPC)。
進程、視圖和管理內存
可以跨多個進程共享內存映射文件。 進程可以映射到相同的內存映射文件，只需使用文件創建進程分配的通用名稱即可。
必須創建整個或部分內存映射文件的視圖，才能使用內存映射文件。 還可以爲內存映射文件的同一部分創建多個視圖，從而創建併發內存。 若要讓兩個視圖一直處於併發狀態，必須通過同一個內存映射文件創建它們。
如果文件大於可用於內存映射的應用邏輯內存空間（在 32 位計算機中爲 2GB），可能也有必要使用多個視圖。
視圖分爲以下兩種類型：流訪問視圖和隨機訪問視圖。 使用流訪問視圖，可以順序訪問文件；建議對非持久化文件和 IPC 使用這種類型。 隨機訪問視圖是處理持久化文件的首選類型。
由於內存映射文件是通過操作系統的內存管理程序進行訪問，因此文件會被自動分區到很多頁面，並根據需要進行訪問。 無需自行處理內存管理。
持久化內存映射文件
using System;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
long offset = 0x10000000; // 256 megabytes
long length = 0x20000000; // 512 megabytes
// Create the memory-mapped file.
using (var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(@"c:\ExtremelyLargeImage.data", FileMode.Open,"ImgA"))
{
// Create a random access view, from the 256th megabyte (the offset)
// to the 768th megabyte (the offset plus length).
using (var accessor = mmf.CreateViewAccessor(offset, length))
{
int colorSize = Marshal.SizeOf(typeof(MyColor));
MyColor color;
// Make changes to the view.
for (long i = 0; i < length; i += colorSize)
{
accessor.Read(i, out color);
color.Brighten(10);
accessor.Write(i, ref color);
}
}
}
}
}
public struct MyColor
{
public short Red;
public short Green;
public short Blue;
public short Alpha;
// Make the view brighter.
public void Brighten(short value)
{
Red = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Red + value);
Green = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Green + value);
Blue = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Blue + value);
Alpha = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Alpha + value);
}
}
下面的示例爲另一個進程打開相同的內存映射文件。
using System;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// Assumes another process has created the memory-mapped file.
using (var mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("ImgA"))
{
using (var accessor = mmf.CreateViewAccessor(4000000, 2000000))
{
int colorSize = Marshal.SizeOf(typeof(MyColor));
MyColor color;
// Make changes to the view.
for (long i = 0; i < 1500000; i += colorSize)
{
accessor.Read(i, out color);
color.Brighten(20);
accessor.Write(i, ref color);
}
}
}
}
}
public struct MyColor
{
public short Red;
public short Green;
public short Blue;
public short Alpha;
// Make the view brigher.
public void Brighten(short value)
{
Red = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Red + value);
Green = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Green + value);
Blue = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Blue + value);
Alpha = (short)Math.Min(short.MaxValue, (int)Alpha + value);
}
}
非持久化內存映射文件
CreateNew 和 CreateOrOpen 方法創建未映射到磁盤上現有文件的內存映射文件。
下面的示例包含三個獨立進程（控制檯應用），以將布爾值寫入內存映射文件。 各操作按下面的順序發生：
- Process A 創建內存映射文件，並向其中寫入值。
- Process B 打開內存映射文件，並向其中寫入值。
- Process C 打開內存映射文件，並向其中寫入值。
- Process A 讀取並顯示內存映射文件中的值。
- 在 Process A 處理完內存映射文件後，此文件立即被垃圾回收器回收。
若要運行此示例，請按照以下步驟操作：
編譯應用並打開三個命令提示符窗口。
- 在第一個命令提示符窗口中，運行 Process A。
- 在第二個命令提示符窗口中，運行 Process B。
- 返回到 Process A，再按 Enter。
- 在第三個命令提示符窗口中，運行 Process C。
- 返回到 Process A，再按 Enter。
Process A
using System;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Threading;
class Program
{
// Process A:
static void Main(string[] args)
{
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.CreateNew("testmap", 10000))
{
bool mutexCreated;
Mutex mutex = new Mutex(true, "testmapmutex", out mutexCreated);
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream())
{
BinaryWriter writer = new BinaryWriter(stream);
writer.Write(1);
}
mutex.ReleaseMutex();
Console.WriteLine("Start Process B and press ENTER to continue.");
Console.ReadLine();
Console.WriteLine("Start Process C and press ENTER to continue.");
Console.ReadLine();
mutex.WaitOne();
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream())
{
BinaryReader reader = new BinaryReader(stream);
Console.WriteLine("Process A says: {0}", reader.ReadBoolean());
Console.WriteLine("Process B says: {0}", reader.ReadBoolean());
Console.WriteLine("Process C says: {0}", reader.ReadBoolean());
}
mutex.ReleaseMutex();
}
}
}
Process B
using System;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Threading;
class Program
{
// Process B:
static void Main(string[] args)
{
try
{
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("testmap"))
{
Mutex mutex = Mutex.OpenExisting("testmapmutex");
mutex.WaitOne();
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream(1, 0))
{
BinaryWriter writer = new BinaryWriter(stream);
writer.Write(0);
}
mutex.ReleaseMutex();
}
}
catch (FileNotFoundException)
{
Console.WriteLine("Memory-mapped file does not exist. Run Process A first.");
}
}
}
Process C
using System;
using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Threading;
class Program
{
// Process C:
static void Main(string[] args)
{
try
{
using (MemoryMappedFile mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("testmap"))
{
Mutex mutex = Mutex.OpenExisting("testmapmutex");
mutex.WaitOne();
using (MemoryMappedViewStream stream = mmf.CreateViewStream(2, 0))
{
BinaryWriter writer = new BinaryWriter(stream);
writer.Write(1);
}
mutex.ReleaseMutex();
}
}
catch (FileNotFoundException)
{
Console.WriteLine("Memory-mapped file does not exist. Run Process A first, then B.");
}
}
}