16.7. mmap-内存 Map 文件支持

内存 Map 的文件对象的行为既类似于字符串，又类似于文件对象。但是，与普通的字符串对象不同，它们是可变的。您可以在大多数需要使用字符串的地方使用 mmap 对象。例如，您可以使用re模块搜索内存 Map 文件。由于它们是可变的，因此您可以pass执行obj[index] = 'a'来更改单个字符，或者pass分配给切片obj[i1:i2] = '...'来更改子字符串。您还可以从当前文件位置开始读取和写入数据，并pass文件seek()到不同位置。

mmap构造函数创建一个内存 Map 文件，该文件在 Unix 和 Windows 上有所不同。无论哪种情况，都必须为打开的文件提供文件 Descriptors 以进行更新。如果要 Map 现有的 Python 文件对象，请使用其fileno()方法获取* fileno *参数的正确值。否则，您可以使用os.open()函数打开文件，该函数直接返回文件 Descriptors(完成后仍需要关闭文件)。

对于 Unix 和 Windows 版本的构造函数，可以将* access *指定为可选的关键字参数。 * access *接受以下三个值之一：ACCESS_READ，ACCESS_WRITE或ACCESS_COPY分别指定只读，直写或写时复制内存。 * access 可以在 Unix 和 Windows 上使用。如果未指定 access *，则 Windows mmap 返回直写 Map。这三种访问类型的初始内存值均取自指定的文件。分配给ACCESS_READ内存 Map 会引发TypeError异常。分配给ACCESS_WRITE内存 Map 会影响内存和基础文件。分配给ACCESS_COPY内存 Map 会影响内存，但不会更新基础文件。

在版本 2.5 中进行了更改：要 Map 匿名内存，应将-1 作为文件名和长度一起传递。

在 2.6 版中进行了更改：mmap.mmap 以前是工厂函数，用于创建 mmap 对象。现在，mmap.mmap 是类本身。

• • class * mmap. mmap(* fileno ， length * [，* tagname * [，* access * [，* offset *]]])
  • (Windows 版本) Map 文件句柄* fileno 指定的文件中的 length 个字节，并创建一个 mmap 对象。如果 length 大于文件的当前大小，则文件将扩展为包含 length 个字节。如果 length *为0，则 Map 的最大长度为文件的当前大小，但如果文件为空，则 Windows 会引发异常(您无法在 Windows 上创建空的 Map)。

• tagname *(如果指定而不是None)是为 Map 提供标签名称的字符串。 Windows 允许您针对同一文件具有许多不同的 Map。如果指定现有标签的名称，则会打开该标签，否则将创建该名称的新标签。如果Ellipsis此参数或None，则创建的 Map 不带名称。避免使用 tag 参数将有助于使代码在 Unix 和 Windows 之间可移植。

• offset *可以指定为非负整数偏移量。 mmap 引用将相对于文件开头的偏移量。 * offset 默认为 0. offset *必须是ALLOCATIONGRANULARITY的倍数。

• • class * mmap. mmap(* fileno ， length * [，* flags * [，* prot * [，* access * [，* offset *]]]])
  • (Unix 版本) Map 文件 Descriptors* fileno 指定的文件的 length 个字节，并返回一个 mmap 对象。如果 length *为0，则 Map 的最大长度将是调用mmap时文件的当前大小。

• flags *指定 Map 的性质。 MAP_PRIVATE创建一个私有的写时复制 Map，因此对 mmap 对象内容的更改将是该进程的私有属性，而MAP_SHARED创建一个与所有其他 Map 文件相同区域的进程共享的 Map。默认值为MAP_SHARED。

• prot *，如果指定，则提供所需的内存保护；两个最有用的值是PROT_READ和PROT_WRITE，以指定可以读取或写入页面。 * prot *默认为PROT_READ | PROT_WRITE。

可以指定* access 代替 flags 和* prot 作为可选关键字参数。同时指定 flags，* prot 和 access 都是错误的。有关如何使用此参数的信息，请参见上面对 access *的描述。

• offset *可以指定为非负整数偏移量。 mmap 引用将相对于文件开头的偏移量。 * offset 默认为 0. offset *必须是ALLOCATIONGRANULARITY的倍数，在 Unix 系统上等于PAGESIZE。

为确保创建的内存 Map 的有效性，Descriptors* fileno *指定的文件在内部自动与 Mac OS X 和 OpenVMS 上的物理后备存储同步。

此示例显示了使用mmap的简单方法：

import mmap

# write a simple example file
with open("hello.txt", "wb") as f:
    f.write("Hello Python!\n")

with open("hello.txt", "r+b") as f:
    # memory-map the file, size 0 means whole file
    mm = mmap.mmap(f.fileno(), 0)
    # read content via standard file methods
    print mm.readline()  # prints "Hello Python!"
    # read content via slice notation
    print mm[:5]  # prints "Hello"
    # update content using slice notation;
    # note that new content must have same size
    mm[6:] = " world!\n"
    # ... and read again using standard file methods
    mm.seek(0)
    print mm.readline()  # prints "Hello  world!"
    # close the map
    mm.close()

下一个示例演示如何创建匿名 Map 并在父进程和子进程之间交换数据：

import mmap
import os

mm = mmap.mmap(-1, 13)
mm.write("Hello world!")

pid = os.fork()

if pid == 0:  # In a child process
    mm.seek(0)
    print mm.readline()

    mm.close()

内存 Map 文件对象支持以下方法：

• close ( )

  • 关闭 mmap。随后调用该对象的其他方法将导致引发 ValueError 异常。这不会关闭打开的文件。

• find(* string * [，* start * [，* end *]])

  • 返回找到子字符串* string 的对象中的最低索引，以便 string 包含在[* start ， end *]范围内。可选参数 start 和 end *的解释方式为切片符号。失败时返回-1。

• flush([偏移，大小])

  • 将对文件的内存副本所做的更改刷新回磁盘。如果不使用此调用，则不能保证在销毁对象之前将更 Rewrite 回。如果指定了* offset 和 size *，则仅将对给定字节范围的更改刷新到磁盘；否则，将刷新整个 Map 范围。 * offset *必须是PAGESIZE或ALLOCATIONGRANULARITY的倍数。

(Windows 版本) 返回非零值表示成功；零表示失败。

(Unix 版本) 返回零值表示成功。呼叫失败时引发异常。

• move(* dest ， src ， count *)

  • 将以偏移量* src 开始的 count 个字节复制到目标索引 dest *。如果 mmap 是使用ACCESS_READ创建的，则调用 move 会引发TypeError异常。

• read(* num *)

  • 返回从当前文件位置开始最多包含* num *个字节的字符串；文件位置将更新为指向返回的字节之后的位置。

• read_byte ( )

  • 返回长度为 1 的字符串，其中包含当前文件位置的字符，并将文件位置前移 1.

• readline ( )

  • 返回一行，从当前文件位置开始直到下一行。

• resize(* newsize *)

  • 调整 Map 和基础文件的大小(如果有)。如果 mmap 是使用ACCESS_READ或ACCESS_COPY创建的，则调整 Map 大小将引发TypeError异常。

• rfind(* string * [，* start * [，* end *]])

  • 返回找到子字符串* string 的对象中的最高索引，以便 string 包含在[* start ， end *]范围内。可选参数 start 和 end *的解释方式为切片符号。失败时返回-1。

• seek(* pos * [，* whence *])

  • 设置文件的当前位置。 * whence *参数是可选的，默认为os.SEEK_SET或0(绝对文件定位)；其他值是os.SEEK_CUR或1(相对于当前位置搜索)和os.SEEK_END或2(相对于文件末尾搜索)。

• size ( )

  • 返回文件的长度，该长度可以大于内存 Map 区域的大小。

• tell ( )

  • 返回文件指针的当前位置。

• write(* string *)

  • 将* string *中的字节写入文件指针当前位置的内存中；文件位置将更新为指向写入的字节之后的位置。如果 mmap 是使用ACCESS_READ创建的，则对其进行写入将引发TypeError异常。

• write_byte(* byte *)

  • 将单字符字符串* byte *写入文件指针当前位置的内存中；文件位置前移1。如果 mmap 是使用ACCESS_READ创建的，则对其进行写入将引发TypeError异常。