如果由于某個原因系統(tǒng)無法映射. e x e和所有必要的D L L文件，那么系統(tǒng)就會向用戶顯示一個消息框，并且釋放進(jìn)程的地址空間和進(jìn)程對象。
當(dāng)所有的. e x e和D L L文件都被映射到進(jìn)程的地址空間之后，系統(tǒng)就可以開始執(zhí)行. e x e文件的啟動代碼。當(dāng). e x e文件被映射后，系統(tǒng)將負(fù)責(zé)所有的分頁、緩沖和高速緩存的處理。
在可執(zhí)行文件或DLL的多個實(shí)例之間共享靜態(tài)數(shù)據(jù) （通過定義共享的節(jié)）
全局?jǐn)?shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)不能被同一個. e x e或D L L文件的多個映像共享，這是個安全的默認(rèn)設(shè)置。但是，在某些情況下，讓一個. e x e文件的多個映像共享一個變量的實(shí)例是非常有用和方便的。例如，Wi n d o w s沒有提供任何簡便的方法來確定用戶是否在運(yùn)行應(yīng)用程序的多個實(shí)例。但是，如果能夠讓所有實(shí)例共享單個全局變量，那么這個全局變量就能夠反映正在運(yùn)行的實(shí)例的數(shù)量。
?內(nèi)存映射數(shù)據(jù)文件
操作系統(tǒng)使得內(nèi)存能夠?qū)⒁粋€數(shù)據(jù)文件映射到進(jìn)程的地址空間中。因此，對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作是非常方便的。
為了理解用這種方法來使用內(nèi)存映射文件的功能，讓我們看一看如何用4種方法來實(shí)現(xiàn)一個程序，以便將文件中的所有字節(jié)的順序進(jìn)行倒序。
方法1：一個文件，一個緩存
第一種方法也是理論上最簡單的方法，它需要分配足夠大的內(nèi)存塊來存放整個文件。該文件被打開，它的內(nèi)容被讀入內(nèi)存塊，然后該文件被關(guān)閉。文件內(nèi)容進(jìn)入內(nèi)存后，我們就可以對所有字節(jié)的順序進(jìn)行倒序，方法是將第一個字節(jié)倒騰為最后一個字節(jié)，第二個字節(jié)倒騰為倒數(shù)第二個字節(jié)，依次類推。這個倒騰操作將一直進(jìn)行下去直到文件的中間位置。當(dāng)所有的字節(jié)都已經(jīng)倒騰之后，就可以重新打開該文件，并用內(nèi)存塊的內(nèi)容來改寫它的內(nèi)容。
這種方法實(shí)現(xiàn)起來非常容易，但是它有兩個缺點(diǎn)。首先，必須分配一個與文件大小相同的內(nèi)存塊。如果文件比較小，那么這沒有什么問題。但是如果文件非常大，比如說有2 G B大，那該怎么辦呢？一個3 2位的系統(tǒng)不允許應(yīng)用程序提交那么大的物理內(nèi)存塊。因此大文件需要使用不同的方法。
第二，如果進(jìn)程在運(yùn)行過程的中間被中斷，也就是說當(dāng)?shù)剐蚝蟮淖止?jié)被重新寫入該文件時進(jìn)程被中斷，那么文件的內(nèi)容就會遭到破壞。防止出現(xiàn)這種情況的最簡單的方法是在對它的內(nèi)容進(jìn)行倒序之前先制作一個原始文件的拷貝。如果整個進(jìn)程運(yùn)行成功，那么可以刪除該文件的拷貝。這種方法需要更多的磁盤空間。
?方法2：兩個文件，一個緩存
在第二種方法中，你打開現(xiàn)有的文件，并且在磁盤上創(chuàng)建一個長度為0的新文件。然后分配一個比較小的內(nèi)部緩存，比如說8 KB。你找到離原始文件結(jié)尾還有8 KB的位置，將這最后的8 KB讀入緩存，將字節(jié)倒序，再將緩存中的內(nèi)容寫入新創(chuàng)建的文件。這個尋找、讀入、倒序和寫入的操作過程要反復(fù)進(jìn)行，直到到達(dá)原始文件的開頭。如果文件的長度不是8 KB的倍數(shù)，那么必須進(jìn)行某些特殊的處理。當(dāng)原始文件完全處理完畢之后，將原始文件和新文件關(guān)閉，并刪除原始文件。
這種方法實(shí)現(xiàn)起來比第一種方法要復(fù)雜一些。它對內(nèi)存的使用效率要高得多，因為它只需要分配一個8 KB的緩存塊，但是它存在兩個大問題。首先，它的處理速度比第一種方法要慢，原因是在每個循環(huán)操作過程中，在執(zhí)行讀入操作之前，必須對原始文件進(jìn)行尋找操作。第二，這種方法可能要使用大量的硬盤空間。如果原始文件是400 MB，那么隨著進(jìn)程的不斷運(yùn)行，新文件就會增大為400 MB。在原始文件被刪除之前，兩個文件總共需要占用800 MB的磁盤空間。這比應(yīng)該需要的空間大400 MB。由于存在這個缺點(diǎn)，因此引來了下一個方法。
?方法3：一個文件，兩個緩存
如果使用這個方法，那么我們假設(shè)程序初始化時分配了兩個獨(dú)立的8 KB緩存。程序?qū)⑽募牡谝粋€8 KB讀入一個緩存，再將文件的第二個8 KB 讀入另一個緩存。然后進(jìn)程將兩個緩存的內(nèi)容進(jìn)行倒序，并將第一個緩存的內(nèi)容寫回文件的結(jié)尾處，將第二個緩存的內(nèi)容寫回同一個文件的開始處。每個迭代操作不斷進(jìn)行（以8 KB為單位，從文件的開始和結(jié)尾處移動文件塊）。如果文件的長度不是16 KB的倍數(shù)，并且有兩個8 KB的文件塊相重疊，那么就需要進(jìn)行一些特殊的處理。這種特殊處理比上一種方法中的特殊處理更加復(fù)雜，不過這難不倒經(jīng)驗豐富的編程員。
與前面的兩種方法相比，這種方法在節(jié)省硬盤空間方面有它的優(yōu)點(diǎn)。由于所有內(nèi)容都是從同一個文件讀取并寫入同一個文件，因此不需要增加額外的磁盤空間，至于內(nèi)存的使用，這種方法也不錯，它只需要使用16 KB的內(nèi)存。當(dāng)然，這種方法也許是最難實(shí)現(xiàn)的方法。與第一種方法一樣，如果進(jìn)程被中斷，本方法會導(dǎo)致數(shù)據(jù)文件被破壞。
下面讓我們來看一看如何使用內(nèi)存映射文件來完成這個過程。
方法4：一個文件，零緩存
當(dāng)使用內(nèi)存映射文件對文件內(nèi)容進(jìn)行倒序時，你打開該文件，然后告訴系統(tǒng)將虛擬地址空間的一個區(qū)域進(jìn)行倒序。你告訴系統(tǒng)將文件的第一個字節(jié)映射到該保留區(qū)域的第一個字節(jié)。然后可以訪問該虛擬內(nèi)存的區(qū)域，就像它包含了這個文件一樣。實(shí)際上，如果在文件的結(jié)尾處有一個單個0字節(jié)，那么只需要調(diào)用C運(yùn)行期函數(shù)_ s t r r e v，就可以對文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行倒序操作。
這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)能夠為你管理所有的文件緩存操作。不必分配任何內(nèi)存，或者將文件數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存，也不必將數(shù)據(jù)重新寫入該文件，或者釋放任何內(nèi)存塊。但是，內(nèi)存映射文件仍然可能出現(xiàn)因為電源故障之類的進(jìn)程中斷而造成數(shù)據(jù)被破壞的問題。
?使用內(nèi)存映射文件
若要使用內(nèi)存映射文件，必須執(zhí)行下列操作步驟：
1) 創(chuàng)建或打開一個文件內(nèi)核對象，該對象用于標(biāo)識磁盤上你想用作內(nèi)存映射文件的文件。
2) 創(chuàng)建一個文件映射內(nèi)核對象，告訴系統(tǒng)該文件的大小和你打算如何訪問該文件。
3) 讓系統(tǒng)將文件映射對象的全部或一部分映射到你的進(jìn)程地址空間中。
當(dāng)完成對內(nèi)存映射文件的使用時，必須執(zhí)行下面這些步驟將它清除：
1) 告訴系統(tǒng)從你的進(jìn)程的地址空間中撤消文件映射內(nèi)核對象的映像。
2) 關(guān)閉文件映射內(nèi)核對象。
3) 關(guān)閉文件內(nèi)核對象。
步驟1：創(chuàng)建或打開文件內(nèi)核對象
若要創(chuàng)建或打開一個文件內(nèi)核對象，總是要調(diào)用C r e a t e F i l e函數(shù)：
HANDLE CreateFile(
PCSTR pszFileName,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwShareMode,
PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
DWORD dwCreationDisposition,
DWORD dwFlagsAndAttributes,
HANDLE hTemplateFile);
步驟2：創(chuàng)建一個文件映射內(nèi)核對象
調(diào)用C r e a t e F i l e函數(shù)，就可以將文件映像的物理存儲器的位置告訴操作系統(tǒng)。你傳遞的路徑名用于指明支持文件映像的物理存儲器在磁盤（或網(wǎng)絡(luò)或光盤）上的確切位置。這時，必須告訴系統(tǒng)，文件映射對象需要多少物理存儲器。若要進(jìn)行這項操作，可以調(diào)用C r e a t e F i l e M a p p i n g函數(shù)：
HANDLE CreateFileMapping(
HANDLE hFile,
PSECURITY_ATTRIBUTES psa,
DWORD fdwProtect,
DWORD dwMaximumSizeHigh,
DWORD dwMaximumSizeLow,
PCTSTR pszName);
步驟3：將文件數(shù)據(jù)映射到進(jìn)程的地址空間
當(dāng)創(chuàng)建了一個文件映射對象后，仍然必須讓系統(tǒng)為文件的數(shù)據(jù)保留一個地址空間區(qū)域，并將文件的數(shù)據(jù)作為映射到該區(qū)域的物理存儲器進(jìn)行提交。可以通過調(diào)用M a p Vi e w O f F i l e函數(shù)來進(jìn)行這項操作：
PVOID MapViewOfFile(
HANDLE hFileMappingObject,
DWORD dwDesiredAccess,
DWORD dwFileOffsetHigh,
DWORD dwFileOffsetLow,
SIZE_T dwNumberOfBytesToMap);
步驟4：從進(jìn)程的地址空間中撤消文件數(shù)據(jù)的映像
當(dāng)不再需要保留映射到你的進(jìn)程地址空間區(qū)域中的文件數(shù)據(jù)時，可以通過調(diào)用下面的函數(shù)將它釋放：
BOOL UnmapViewOfFile(PVOID pvBaseAddress);
為了提高速度，系統(tǒng)將文件的數(shù)據(jù)頁面進(jìn)行高速緩存，并且在對文件的映射視圖進(jìn)行操作時不立即更新文件的磁盤映像。如果需要確保你的更新被寫入磁盤，可以強(qiáng)制系統(tǒng)將修改過的數(shù)據(jù)的一部分或全部重新寫入磁盤映像中，方法是調(diào)用F l u s h Vi e w O f F i l e函數(shù)：
BOOL FlushViewOfFile(
PVOID pvAddress,
SIZE_T dwNumberOfBytesToFlush);
步驟5和步驟6：關(guān)閉文件映射對象和文件對象
不用說，你總是要關(guān)閉你打開了的內(nèi)核對象。如果忘記關(guān)閉，在你的進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行時會出現(xiàn)資源泄漏的問題。當(dāng)然，當(dāng)你的進(jìn)程終止運(yùn)行時，系統(tǒng)會自動關(guān)閉你的進(jìn)程已經(jīng)打開但是忘記關(guān)閉的任何對象。但是如果你的進(jìn)程暫時沒有終止運(yùn)行，你將會積累許多資源句柄。因此你始終都應(yīng)該編寫清楚而又“正確的”代碼，以便關(guān)閉你已經(jīng)打開的任何對象。若要關(guān)閉文件映射對象和文件對象，只需要兩次調(diào)用C l o s e H a n d l e函數(shù)，每個句柄調(diào)用一次：
讓我們更加仔細(xì)地觀察一下這個進(jìn)程。下面的偽代碼顯示了一個內(nèi)存映射文件的例子：
HANDLE hFile = CreateFile(...);
HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(hFile, ...);
PVOID pvFile = MapViewOfFile(hFileMapping, ...);
// Use the memory-mapped file.
UnmapViewOfFile(pvFile);
CloseHandle(hFileMapping);
CloseHandle(hFile);
上面的代碼顯示了對內(nèi)存映射文件進(jìn)行操作所用的“預(yù)期”方法。但是，它沒有顯示，當(dāng)你調(diào)用M a p Vi e w O f F i l e時系統(tǒng)對文件對象和文件映射對象的使用計數(shù)的遞增情況。這個副作用是很大的，因為它意味著我們可以將上面的代碼段重新編寫成下面的樣子：
HANDLE hFile = CreateFile(...);
HANDLE hFileMapping = CreateFileMapping(hFile, ...);
CloseHandle(hFile);
PVOID pvFile = MapViewOfFile(hFileMapping, ...);
CloseHandle(hFileMapping);
// Use the memory-mapped file.
UnmapViewOfFile(pvFile);
當(dāng)對內(nèi)存映射文件進(jìn)行操作時，通常要打開文件，創(chuàng)建文件映射對象，然后使用文件映射對象將文件的數(shù)據(jù)視圖映射到進(jìn)程的地址空間。由于系統(tǒng)遞增了文件對象和文件映射對象的內(nèi)部使用計數(shù)，因此可以在你的代碼開始運(yùn)行時關(guān)閉這些對象，以消除資源泄漏的可能性。
如果用同一個文件來創(chuàng)建更多的文件映射對象，或者映射同一個文件映射對象的多個視圖，那么就不能較早地調(diào)用C l o s e H a n d l e函數(shù)——以后你可能還需要使用它們的句柄，以便分別對C r e a t e F i l e M a p p i n g和M a p Vi e w O f F i l e函數(shù)進(jìn)行更多的調(diào)用。
使用內(nèi)存映射文件來處理大文件
使用內(nèi)存映射文件在進(jìn)程之間共享數(shù)據(jù)
Wi n d o w s總是出色地提供各種機(jī)制，使應(yīng)用程序能夠迅速而方便地共享數(shù)據(jù)和信息。這些機(jī)制包括R P C、C O M、O L E、D D E、窗口消息（尤其是W M _ C O P Y D ATA）、剪貼板、郵箱、管道和套接字等。在Wi n d o w s中，在單個計算機(jī)上共享數(shù)據(jù)的最低層機(jī)制是內(nèi)存映射文件。不錯，如果互相進(jìn)行通信的所有進(jìn)程都在同一臺計算機(jī)上的話，上面提到的所有機(jī)制均使用內(nèi)存映射文件從事它們的煩瑣工作。如果要求達(dá)到較高的性能和較小的開銷，內(nèi)存映射文件是舉手可得的最佳機(jī)制。
數(shù)據(jù)共享方法是通過讓兩個或多個進(jìn)程映射同一個文件映射對象的視圖來實(shí)現(xiàn)的，這意味著它們將共享物理存儲器的同一個頁面。因此，當(dāng)一個進(jìn)程將數(shù)據(jù)寫入一個共享文件映射對象的視圖時，其他進(jìn)程可以立即看到它們視圖中的數(shù)據(jù)變更情況。注意，如果多個進(jìn)程共享單個文件映射對象，那么所有進(jìn)程必須使用相同的名字來表示該文件映射對象。
讓我們觀察一個例子，啟動一個應(yīng)用程序。當(dāng)一個應(yīng)用程序啟動時，系統(tǒng)調(diào)用C r e a t e F i l e函數(shù)，打開磁盤上的. e x e文件。然后系統(tǒng)調(diào)用C r e a t e F i l e M a p p i n g函數(shù)，創(chuàng)建一個文件映射對象。最后，系統(tǒng)代表新創(chuàng)建的進(jìn)程調(diào)用M a p Vi e w O f F i l e E x函數(shù)（它帶有S E C _ I M A G E標(biāo)志），這樣， . e x e文件就可以映射到進(jìn)程的地址空間。這里調(diào)用的是M a p Vi e w O f F i l e E x，而不是M a p Vi e w O f F i l e，這樣，文件的映像將被映射到存放在. e x e文件映像中的基地址中。系統(tǒng)創(chuàng)建該進(jìn)程的主線程，將該映射視圖的可執(zhí)行代碼的第一個字節(jié)的地址放入線程的指令指針，然后C P U啟動該代碼的運(yùn)行。
如果用戶運(yùn)行同一個應(yīng)用程序的第二個實(shí)例，系統(tǒng)就認(rèn)為規(guī)定的. e x e文件已經(jīng)存在一個文件映射對象，因此不會創(chuàng)建新的文件對象或者文件映射對象。相反，系統(tǒng)將第二次映射該文件的一個視圖，這次是在新創(chuàng)建的進(jìn)程的地址空間環(huán)境中映射的。系統(tǒng)所做的工作是將相同的文件同時映射到兩個地址空間。顯然，這是對內(nèi)存的更有效的使用，因為兩個進(jìn)程將共享包含正在執(zhí)行的這部分代碼的物理存儲器的同一個頁面。
與所有內(nèi)核對象一樣，可以使用3種方法與多個進(jìn)程共享對象，這3種方法是句柄繼承性、句柄命名和句柄復(fù)制。
?內(nèi)存映射文件與數(shù)據(jù)視圖的相關(guān)性
附錄：
系統(tǒng)允許你映射一個文件的相同數(shù)據(jù)的多個視圖。例如，你可以將文件開頭的10 KB映射到一個視圖，然后將同一個文件的頭4 KB映射到另一個視圖。只要你是映射相同的文件映射對象，系統(tǒng)就會確保映射的視圖數(shù)據(jù)的相關(guān)性。例如，如果你的應(yīng)用程序改變了一個視圖中的文件內(nèi)容，那么所有其他視圖均被更新以反映這個變化。這是因為盡管頁面多次被映射到進(jìn)程的虛擬地址空間，但是系統(tǒng)只將數(shù)據(jù)放在單個R A M頁面上。如果多個進(jìn)程映射單個數(shù)據(jù)文件的視圖，那么數(shù)據(jù)仍然是相關(guān)的，因為在數(shù)據(jù)文件中，每個R A M頁面只有一個實(shí)例——正是這個R A M頁面被映射到多個進(jìn)程的地址空間。
注意Wi n d o w s允許創(chuàng)建若干個由單個數(shù)據(jù)文件支持的文件映射對象。Wi n d o w s不能保證這些不同的文件映射對象的視圖具有相關(guān)性。它只能保證單個文件映射對象的多個視圖具有相關(guān)性。
然而，當(dāng)對文件進(jìn)行操作時，沒有理由使另一個應(yīng)用程序無法調(diào)用C r e a t e F i l e函數(shù)以打開由另一個進(jìn)程映射的同一個文件。這個新進(jìn)程可以使用R e a d F i l e和Wr i t e F i l e函數(shù)來讀取該文件的數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫入該文件。當(dāng)然，每當(dāng)一個進(jìn)程調(diào)用這些函數(shù)時，它必須從內(nèi)存緩沖區(qū)讀取文件數(shù)據(jù)或者將文件數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存緩沖區(qū)。該內(nèi)存緩沖區(qū)必須是進(jìn)程自己創(chuàng)建的一個緩沖區(qū)，而不是映射文件使用的內(nèi)存緩沖區(qū)。當(dāng)兩個應(yīng)用程序打開同一個文件時，問題就可能產(chǎn)生：一個進(jìn)程可以調(diào)用R e a d F i l e函數(shù)來讀取文件的一個部分，并修改它的數(shù)據(jù)，然后使用Wr i t e F i l e函數(shù)將數(shù)據(jù)重新寫入文件，而第二個進(jìn)程的文件映射對象卻不知道第一個進(jìn)程執(zhí)行的這些操作。由于這個原因，當(dāng)你為將被內(nèi)存映射的文件調(diào)用C r e a t e F i l e函數(shù)時，最好將d w S h a r e M o d e參數(shù)的值設(shè)置為0。這樣就可以告訴系統(tǒng)，你想要單獨(dú)訪問這個文件，而其他進(jìn)程都不能打開它。
只讀文件不存在相關(guān)性問題，因此它們可以作為很好的內(nèi)存映射文件。內(nèi)存映射文件決不應(yīng)該用于共享網(wǎng)絡(luò)上的可寫入文件，因為系統(tǒng)無法保證數(shù)據(jù)視圖的相關(guān)性。如果某個人的計算機(jī)更新了文件的內(nèi)容，其他內(nèi)存中含有原始數(shù)據(jù)的計算機(jī)將不知道它的信息已經(jīng)被修改。