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Python記憶體對映檔案讀寫方式

我就廢話不多說了,還是直接看程式碼吧!

import os
import time
import mmap
 
filename = 'test.txt'
 
#如果不存在,建立。
if not os.path.exists(filename):
 open(filename,'w')
 
print(os.path.isdir(filename))
if os.path.isfile(filename):
 print(time.ctime(os.path.getctime(filename)))
 
fd = os.open(filename,os.O_RDWR)
m = mmap.mmap(fd,50,access=mmap.ACCESS_WRITE) # 1024位元組的檔案。
m.seek(2) 
buf1 = bytes(b'Zhang')
m[2:len(buf1)+2] = buf1
 
buf2 = b'Phil'
 
m.seek(20) # 定位寫入的位置。
m.write(buf2) # 寫入位元組資料。
m.close()
 
fd = os.open(filename,access=mmap.ACCESS_READ)
m.seek(20)
buf3 = m.read(len(buf2))
m.close()
print(list(buf3))

操作後的test.txt檔案內容:

Zhang Phil

補充知識:Python對二進位制檔案做記憶體對映,高效優雅地對內容隨機訪問

讀寫二進位制檔案還在使用open函式?

各種組合seek()、read()和write()累不累?

使用 mmap 模組實現對檔案的記憶體對映,讓我們讀寫二進位制檔案像運算元組一樣高效優雅。

先給出一個實用函式,用來演示如何開啟一個檔案並對它進行記憶體對映操作。

def memory_map(filename,access=mmap.ACCESS_WRITE):
 size = os.path.getsize(filename)
 fd = os.open(filename,os.O_RDWR)
 return mmap.mmap(fd,size,access=access)

要使用這個函式,需要先準備一個已經建立好的檔案併為之填充一些資料。

>>> size = 1000000
>>> with open('data','wb') as f:
  f.seek(size-1)
  f.write(b'\x00')

接著我們可以使用memory_map()函式對檔案內容做記憶體對映,它返回的mmap物件可以讓我們像運算元組一樣讀寫二進位制檔案!

>>> m = memory_map('data')
>>> len(m)
1000000
>>> m[:10]
b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
>>> m[0]
0
>>> m[0:11]=b'Hello World'#改變一個切片
>>> m.close()
>>> with open('data','rb') as f:#驗證改變已經生效
 print(f.read(11))
 
b'Hello World'

由於mmap()返回的mmap物件也可以當作上下文管理器使用,在這種情況下,底層的檔案會自動關閉。

>>> with memory_map('data') as m:
 print(len(m))
 print(m[0:11])
 
1000000
b'Hello World'

預設情況下memory_map()函式開啟的檔案既可以讀,也可以寫。對資料的任何修改都會拷貝回原始的檔案中。

如果需要只讀訪問,可以為access引數提供mmap.ACCESS_READ值。

m = memory_map(filename,mmap.ACCESS_READ)

如果只想要在本地修改資料,並不想將這些修改寫回到原始檔案中,可以使用mmap.ACCESS_COPY引數。

m = memory_map(filename,mmap.ACCESS_COPY)

總結:

通過mmap將檔案對映到記憶體之後,我們可以高效並優雅地對檔案的內容進行隨機訪問。

與其開啟檔案後通過組合各種seek()、read()和write()呼叫來訪問,不如簡單將檔案對映到記憶體,然後通過切片操作來訪問資料。

需要強調的是,對某個檔案進行記憶體對映並不會導致將整個檔案讀到記憶體中。也就是說,檔案並不會拷貝到某種記憶體緩衝區或陣列上。相反,作業系統只是為檔案內容保留一段虛擬記憶體而已。

當訪問檔案的不同區域時,檔案的這些區域將被讀取並按照需要對映到記憶體區域中。但是,檔案中從未訪問過的部分會簡單地留在磁碟上。這一切都是以透明的方式在幕後完成的。

如果有多個Python直譯器對同一個檔案做了記憶體對映,得到的mmap物件可以用來在直譯器之間交換資料。也就是說,所有的直譯器可以同時讀/寫資料,在一個直譯器中對資料做出的修改會自動反映到其他直譯器上。

雖然還需要一些額外的步驟來處理同步問題,但是有時候可以使用這種方法作為通過管道或者socket傳輸資料的替代方案。

以上這篇Python記憶體對映檔案讀寫方式就是小編分享給大家的全部內容了,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支援我們。