C++ 从磁盘读取文件并将其写入共享内存

Question

我的目标是实现以下目标：

我想从磁盘读取一个文件（假设它是一个图像文件）并将其写入共享内存，以便我可以从另一个进程的共享内存中读取它。 首先，我按照this msdn tutorial 创建了一个简单的共享内存实现来包含一个字符串。它工作正常。

然后我找到了一种从磁盘读取图像的方法。实现如下：

std::ifstream fin("path/to/img.png", std::ios::in | std::ios::binary);
std::ostringstream oss;
oss << fin.rdbuf();
std::string data(oss.str());

所以现在我有一个包含我的数据的std::string data.length() 表示我已读取的文件已成功存储在其中。在 msdn 示例中，MapViewOfFile 结果的类型是LPTSTR，所以我寻找一种将std::string 强制转换为LPTSTR 的方法，据我所知是const wchar_t*。我这样做如下：

std::wstring widestr = std::wstring(data.begin(), data.end());
const wchar_t* widecstr = widestr.c_str();

但如果我现在检查_tcslen(widecstr)，结果是4。所以我想我试图做的事情是行不通的。我还在另一个 SO 问题上找到了这句话：

注意：std::string 适合存放“二进制”缓冲区，而 std::wstring 则不是！

(Source) 这听起来好像我无法按照我尝试的方式存储文件数据。

所以我的问题是：我只是在某个地方犯了错误还是我的方法有缺陷？也许我需要为MapViewOfFile 的结果使用另一种文件类型？也许我需要将文件初始化加载到另一种类型？

Answer 1

我不会提供完整的答案，因为我手头没有MCVE。然而，OP 要求进一步澄清，关于CopyMemory()，我发现了一些值得注意的事情（仅对此发表评论有点太长了）。

CopyMemory() 并不是专门用于内存映射文件的。它只是一个将数据从源复制到目标的函数，大小以字节为单位。

在搜索 CopyMemory() 时，我偶然发现了“CopyMemory() 与 memcpy()”，并在 GameDev 上找到了一个简短的答案：

直接出WINBASE.H

#define CopyMemory RtlCopyMemory

然后，直接退出WINNT.H

#define RtlCopyMemory(Destination,Source,Length) memcpy((Destination),(Source),(Length))

所以，我们来了：

std::memcpy()

在标题<cstring>中定义

void* memcpy( void* dest, const void* src, std::size_t count );

将count 字节从src 指向的对象复制到dest 指向的对象。两个对象都被重新解释为 unsigned char 的数组。

如果对象重叠，则行为未定义。

对于（可能）重叠源/目标范围的特殊情况，memcpy() 有一个“兄弟”memmove()。在这种内存映射文件的情况下，我不相信源和目标可以重叠。所以，memcpy() 可能没问题（甚至可能比memmove() 更快。）

所以，不是CopyMemory() 提供了“内存映射文件访问魔法”。这已经发生在另一个函数调用中，该函数调用肯定在 OP 的源代码中，但问题中没有提到：

MapViewOfFile()

将文件映射视图映射到调用进程的地址空间。

返回值

如果函数成功，则返回值是映射视图的起始地址。

因此，在成功时，MapViewOfFile() 返回一个指向文件已映射到的内存的指针。之后可以像任何其他进程内存访问一样进行读/写访问——通过赋值运算符、通过memcpy()（或CopyMemory()）或其他任何可以想象的方式。

最后，OP的附加问题的答案：

如何将数据读入从共享内存读取的“另一端”的字符串/字节数组？

读取可以以完全相同的方式完成，除了指向地图视图的指针成为源，本地缓冲区成为目标。但是如何确定大小？这个问题其实更笼统：变长的数据占用了多少字节？ C/C++中有两个典型的答案：

• 存储数据的大小（如std::string、std::vector 等）
• 或以某种方式备注数据的结尾（例如 C 字符串中的零终止符）。

在 OP 的具体情况下，第一个选项可能更合理。因此，有效负载数据（图像）的大小也可能存储在内存映射文件中。在阅读器方面，首先评估大小（它必须具有特定的int 类型，因此具有已知的字节数），然后使用大小来复制有效负载数据。

因此，在作者方面，它可能如下所示：

/* prior something like
 * unsigned char *pBuf = MapViewOfFile(...);
 * has been done.
 */
// write size:
size_t size = data.size();
CopyMemory(pBuf, (const void*)&size, sizeof size);
// write pay-load from std::string data:
CopyMemory(pBuf + sizeof size, data.data(), size);

在阅读器方面，它可能如下所示：

/* prior something like
 * const unsigned char *pBuf = MapViewOfFile(...);
 * has been done.
 */
// read size:
size_t size = 0;
CopyMemory((void*)&size, pBuf, sizeof size);
// In C, I had probably done: size_t size = *(size_t*)pBuf; instead...
// allocate local buffer for pay-load
std::string data(size, '\0');
// read pay-load
CopyMemory(&data[0], pBuf + sizeof size, size);

请注意&data[0] 提供的地址与data.data() 相同。在 C++ 17 之前，没有 std::string::data() 的非常量版本，因此 std::string::operator[]() 的 hack 具有非常量版本。