メモリ マップト ファイル
メモリ マップト ファイルには、仮想メモリ内のファイルの内容が含まれています。 ファイルとメモリ空間の間のこのマッピングによって、複数のプロセスを含むアプリケーションは、メモリを直接読み書きすることでファイルを変更できます。 「メモリマップ ファイルの管理」で説明されているように、マネージド コードを使用して、ネイティブ Windows 関数がメモリ マップ済みファイルにアクセスする場合と同じ方法でメモリ マップ済みファイルにアクセスできます。
メモリ マップト ファイルには次の 2 種類があります。
永続化メモリ マップト ファイル
永続化ファイルは、ディスク上のソース ファイルに関連付けられているメモリ マップト ファイルです。 最後のプロセスがファイルの操作を終了すると、データがディスク上のソース ファイルに保存されます。 これらのメモリ マップト ファイルは、きわめて大きなソース ファイルの操作に適しています。
非永続化メモリ マップト ファイル
非永続化ファイルは、ディスク上のファイルに関連付けられていないメモリ マップト ファイルです。 最後のプロセスがファイルの操作を終了すると、データが失われ、ガベージ コレクションによってファイルが解放されます。 これらのファイルは、プロセス間通信 (IPC) 用の共有メモリの作成に適しています。
プロセス、ビュー、およびメモリ管理
メモリ マップト ファイルは、複数のプロセス間で共有できます。 ファイルを作成したプロセスによって割り当てられている共通名を使用して、複数のプロセスを同じメモリ マップト ファイルにマップできます。
メモリ マップト ファイルを操作するには、メモリ マップト ファイル全体またはその一部のビューを作成する必要があります。 また、メモリ マップト ファイルの同じ部分に対するマルチ ビューを作成し、それによって同時実行メモリを作成することもできます。 2 つのビューが同時実行されるには、それらのビューを同じメモリ マップト ファイルから作成する必要があります。
ファイルがメモリ マッピングで使用できるアプリケーションの論理メモリ空間のサイズ (32 ビット コンピューターでは 2 GB) よりも大きい場合にも、マルチ ビューが必要になる可能性があります。
ビューには、ストリーム アクセス ビューとランダム アクセス ビューの 2 種類があります。 ファイルへの順次アクセスにはストリーム アクセス ビューを使用します。これは、非永続化ファイルと IPC に推奨されます。 ランダム アクセス ビューは、永続化ファイルの操作に適しています。
メモリ マップト ファイルへは、オペレーティング システムのメモリ マネージャーを通じてアクセスするため、ファイルは複数のページに自動的に分割され、必要に応じてアクセスされます。 メモリ管理を自分で行う必要はありません。
次の図に、複数のプロセスがどのように同じメモリ マップト ファイルへの複数の重なるビューを同時に持つことができるかを示します。
次の画像では、メモリ マップト ファイルへの複数の重なるビューを確認できます。
メモリ マップト ファイルのプログラミング
メモリ マップト ファイル オブジェクトとそのメンバーを使用するための手引きを次の表に示します。
セキュリティ
MemoryMappedFileAccess 列挙体をパラメーターとして受け取る次のメソッドを使用して、メモリ マップト ファイルの作成時にアクセス権を適用できます。
OpenExisting をパラメーターとして受け取る MemoryMappedFileRights メソッドを使用して、既存のメモリ マップト ファイルを開く操作に対するアクセス権を指定できます。
また、定義済みのアクセス規則が格納されている MemoryMappedFileSecurity オブジェクトを含めることもできます。
メモリ マップト ファイルに新規または変更済みのアクセス規則を適用するには、SetAccessControl メソッドを使用します。 既存のファイルからアクセス規則または監査規則を取得するには、GetAccessControl メソッドを使用します。
使用例
永続化メモリ マップト ファイル
CreateFromFile メソッドは、ディスク上の既存のファイルからメモリ マップト ファイルを作成します。
次の例では、きわめて大きなファイルの一部のメモリ マップト ビューを作成し、その一部分を操作します。
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);
}
}
Imports System.IO
Imports System.IO.MemoryMappedFiles
Imports System.Runtime.InteropServices
Class Program
Sub Main()
Dim offset As Long = &H10000000 ' 256 megabytes
Dim length As Long = &H20000000 ' 512 megabytes
' Create the memory-mapped file.
Using 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 accessor = mmf.CreateViewAccessor(offset, length)
Dim colorSize As Integer = Marshal.SizeOf(GetType(MyColor))
Dim color As MyColor
Dim i As Long = 0
' Make changes to the view.
Do While (i < length)
accessor.Read(i, color)
color.Brighten(10)
accessor.Write(i, color)
i += colorSize
Loop
End Using
End Using
End Sub
End Class
Public Structure MyColor
Public Red As Short
Public Green As Short
Public Blue As Short
Public Alpha As Short
' Make the view brighter.
Public Sub Brighten(ByVal value As Short)
Red = CType(Math.Min(Short.MaxValue, (CType(Red, Integer) + value)), Short)
Green = CType(Math.Min(Short.MaxValue, (CType(Green, Integer) + value)), Short)
Blue = CType(Math.Min(Short.MaxValue, (CType(Blue, Integer) + value)), Short)
Alpha = CType(Math.Min(Short.MaxValue, (CType(Alpha, Integer) + value)), Short)
End Sub
End Structure
別のプロセスに対して同じメモリ マップト ファイルを開く例を、次に示します。
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);
}
}
Imports System.IO.MemoryMappedFiles
Imports System.Runtime.InteropServices
Class Program
Public Shared Sub Main(ByVal args As String())
' Assumes another process has created the memory-mapped file.
Using mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting("ImgA")
Using accessor = mmf.CreateViewAccessor(4000000, 2000000)
Dim colorSize As Integer = Marshal.SizeOf(GetType(MyColor))
Dim color As MyColor
' Make changes to the view.
Dim i As Long = 0
While i < 1500000
accessor.Read(i, color)
color.Brighten(30)
accessor.Write(i, color)
i += colorSize
End While
End Using
End Using
End Sub
End Class
Public Structure MyColor
Public Red As Short
Public Green As Short
Public Blue As Short
Public Alpha As Short
' Make the view brigher.
Public Sub Brighten(ByVal value As Short)
Red = CShort(Math.Min(Short.MaxValue, CInt(Red) + value))
Green = CShort(Math.Min(Short.MaxValue, CInt(Green) + value))
Blue = CShort(Math.Min(Short.MaxValue, CInt(Blue) + value))
Alpha = CShort(Math.Min(Short.MaxValue, CInt(Alpha) + value))
End Sub
End Structure
非永続化メモリ マップト ファイル
CreateNew メソッドおよび CreateOrOpen メソッドは、ディスク上の既存のファイルに対応付けられないメモリ マップト ファイルを作成します。
次の例は、メモリ マップト ファイルにブール値を書き込む、3 つの独立したプロセス (コンソール アプリケーション) で構成されます。 次の順序で処理が実行されます。
Process Aがメモリ マップト ファイルを作成し、値を書き込みます。Process Bがメモリ マップト ファイルを開き、値を書き込みます。Process Cがメモリ マップト ファイルを開き、値を書き込みます。Process Aがメモリ マップト ファイルの値を読み込み、表示します。Process Aがメモリ マップト ファイルの処理を終了すると、ガベージ コレクションによってファイルが直ちにクリアされます。
この例を実行するには、次の手順に従います。
アプリケーションをコンパイルし、3 つのコマンド プロンプト ウィンドウを開きます。
最初のコマンド プロンプト ウィンドウで、
Process Aを実行します。2 つ目のコマンド プロンプト ウィンドウで、
Process Bを実行します。Process Aに戻り、Enter キーを押します。3 つ目のコマンド プロンプト ウィンドウで、
Process Cを実行します。Process Aに戻り、Enter キーを押します。
Process A の出力は次のとおりです。
Start Process B and press ENTER to continue.
Start Process C and press ENTER to continue.
Process A says: True
Process B says: False
Process C says: True
プロセス 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();
}
}
}
Imports System.IO
Imports System.IO.MemoryMappedFiles
Imports System.Threading
Module Module1
' Process A:
Sub Main()
Using mmf As MemoryMappedFile = MemoryMappedFile.CreateNew("testmap", 10000)
Dim mutexCreated As Boolean
Dim mTex As Mutex = New Mutex(True, "testmapmutex", mutexCreated)
Using Stream As MemoryMappedViewStream = mmf.CreateViewStream()
Dim writer As BinaryWriter = New BinaryWriter(Stream)
writer.Write(1)
End Using
mTex.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()
mTex.WaitOne()
Using Stream As MemoryMappedViewStream = mmf.CreateViewStream()
Dim reader As BinaryReader = 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())
End Using
mTex.ReleaseMutex()
End Using
End Sub
End Module
プロセス 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.");
}
}
}
Imports System.IO
Imports System.IO.MemoryMappedFiles
Imports System.Threading
Module Module1
' Process B:
Sub Main()
Try
Using mmf As MemoryMappedFile = MemoryMappedFile.OpenExisting("testmap")
Dim mTex As Mutex = Mutex.OpenExisting("testmapmutex")
mTex.WaitOne()
Using Stream As MemoryMappedViewStream = mmf.CreateViewStream(1, 0)
Dim writer As BinaryWriter = New BinaryWriter(Stream)
writer.Write(0)
End Using
mTex.ReleaseMutex()
End Using
Catch noFile As FileNotFoundException
Console.WriteLine("Memory-mapped file does not exist. Run Process A first." & vbCrLf & noFile.Message)
End Try
End Sub
End Module
プロセス 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.");
}
}
}
Imports System.IO
Imports System.IO.MemoryMappedFiles
Imports System.Threading
Module Module1
' Process C:
Sub Main()
Try
Using mmf As MemoryMappedFile = MemoryMappedFile.OpenExisting("testmap")
Dim mTex As Mutex = Mutex.OpenExisting("testmapmutex")
mTex.WaitOne()
Using Stream As MemoryMappedViewStream = mmf.CreateViewStream(2, 0)
Dim writer As BinaryWriter = New BinaryWriter(Stream)
writer.Write(1)
End Using
mTex.ReleaseMutex()
End Using
Catch noFile As FileNotFoundException
Console.WriteLine("Memory-mapped file does not exist. Run Process A first, then B." & vbCrLf & noFile.Message)
End Try
End Sub
End Module
関連項目
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