使用内存映射文件MMF实现大数据量导出时的内存优化

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了使用内存映射文件MMF实现大数据量导出时的内存优化，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含3619字，纯文字阅读大概需要6分钟。

内容图文

前言

     导出功能几乎是所有应用系统必不可少功能，今天我们来谈一谈，如何使用内存映射文件MMF进行内存优化，本文重点介绍使用方法，相关原理可以参考文末的连接

实现

     我们以单次导出一个excel举例(csv同理)，excel包含1~n个sheet，在每个sheet中存储的按行和列的坐标在单元格存储具体数据，如果我们要使用MMF，第一个要考虑的就是如何将整个excel合理的存储到MMF中。这里我们引入MMF两个对象：

MemoryMappedFile          --表示内存映射文件

MemoryMappedViewAccessor  --表示随机访问的内存映射文件视图

使用MemoryMappedFile.CreateNew(string mapName, long capacity)可以得到一个指定名称和指定大小的内存映射文件，以下简称mmf
   * 这里需要注意的是capacity为long类型，以字节为单位，通过计算可知文件大小上限为1G
使用mmf.CreateViewAccessor(long offset, long size)可以得到一个从指定位置开始的指定大小空间的访问器，以下简称accessor
   * 这里同样需要注意的是size的大小，如果加上offset超过文件大小，会报System.UnauthorizedAccessException: Access to the path is denied.

考虑到数据体积和管理成本，这里使用mmf存储sheet，使用accessor存储一行数据
   * 这里有个需要注意的是mmf不能存储引用类型，包括字符串...，折衷先将string转为char[]然后使用WriteArray方法存储，考虑到取数据的时候同样需要使用char[]数组，而数组必须指定长度，我们将数组长度和具体数据都存起来，这样取数据时候的索引也可以计算出来了

 

 

 这面是具体的实现代码：

        //添加外部引用防止被自动GC
        public List<MemoryMappedFile> mmfs = new List<MemoryMappedFile>();

        /// <summary>
        /// 写入
        /// </summary>
        public void WriteMMF()
        {
            for(var f = 1; f <= 3; f ++)
            {
                //每一个File相当于一个excel的一个sheet（一个患者一行）
                var mmf = MemoryMappedFile.CreateNew($"mmftest{f}", 1024 * 1024 * 1024); //文件大小最大为1G

                for (var row = 0; row < 10; row++)
                {
                    //每一个ViewAccessor相当于excel的一行
                    var accessor = mmf.CreateViewAccessor(row * 1024 * 1024, 1024 * 1024); //通过具体数据量计算空间，offset位移为每个size的长度，size为1M
                    var index = 0;
                    for (var i = 0; i < 16384; i++)
                    {
                        //相当于一行的每一个cell
                        var buffer = ASCIIEncoding.UTF8.GetBytes($"测试第{row}行第{i}个单元格~!");
                        var length = buffer.Length;
                        accessor.Write(index, length);
                        accessor.WriteArray(index + 4, buffer, 0, length);
                        index += (length + 4);
                    }
                }
                mmfs.Add(mmf);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 读取
        /// </summary>
        public void ReadMMF()
        {
            for (var f = 1; f <= 3; f++)
            {
                using var mmf = MemoryMappedFile.OpenExisting($"mmftest{f}");
                for (var row = 0; row < 10; row++)
                {
                    using var accessor = mmf.CreateViewAccessor(row * 1024 * 1024, 1024 * 1024); //通过写数据同时做的记录控制大小
                    var index = 0;
                    for (var i = 0; i < 16384; i++)
                    {
                        var size = accessor.ReadInt32(index);
                        var buffer = new byte[size];
                        accessor.ReadArray(index + 4, buffer, 0, size);
                        var result = ASCIIEncoding.UTF8.GetString(buffer);
                        Console.WriteLine(result);
                        index += (size + 4);
                    }
                }
            }

            mmfs = null;
        }

          * 这里有个需要注意的点是，如果不在外部引用mmf，如果创建多个mmf，只有最新一个能通过OpenExisting方法打开，其他的都报System.IO.FileNotFoundException，猜测是资源被释放掉了

          * 还有个需要注意的点是，一定要计算好数据体积，不要超过mmf上限，使用accessor的时候也要注意，数据量实在太大可以考虑将一个sheet拆成多个mmf，或者将一行数据拆成多个accessor

    这样就可以实现从数据库获然后处理再存储到载体的流程，整个过程中内存使用控制在一个比较低的水平，当然，这是使用时间换空间，相应的导出时间会延长

    顺便说一下，原本考虑后续使用epplus进行excel生成，后来发现npoi也和poi一样有SXSSFWorkbook对象，可以流式读取数据，配合内存映射文件可以实现整个导出过程

 

相关连接参考：

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.io.memorymappedfiles?view=netframework-4.8 

https://www.cnblogs.com/flyant/p/4443187.html

https://www.bygeek.cn/2018/05/24/understand-memory-mapped-file/

https://stackoverflow.com/questions/10806518/write-string-data-to-memorymappedfile

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的使用内存映射文件MMF实现大数据量导出时的内存优化全部内容，希望文章能够帮你解决使用内存映射文件MMF实现大数据量导出时的内存优化所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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