C++使用map实现多进程拷贝文件的程序思路

为了实现使用map实现多进程拷贝文件的程序，我们可以按照以下步骤操作：

步骤一：导入必要的头文件

在写C++多进程拷贝文件程序时，需要用到以下两个头文件：

#include <unistd.h> // 提供fork()函数
#include <sys/wait.h> // 提供wait()函数

步骤二：打开需要读取和写入的文件

使用C++的输入输出流，可以方便地同时打开需要读取和写入的文件。

#include <fstream>
#include <iostream>

std::ifstream source("sourcefile.txt", std::ios::binary);
std::ofstream dest("destfile.txt", std::ios::binary);

步骤三：计算需要拷贝的文件的大小和长度

使用seekg函数定位到文件末尾，并获取该文件的长度。

source.seekg(0, std::ios::end);
std::streampos length = source.tellg();

同时，将文件指针重新定位到文件开头。

source.seekg(0, std::ios::beg);

步骤四：使用map为文件建立映射关系

使用mmap函数为文件建立映射关系：

#include <sys/mman.h> // 提供mmap()函数

char* source_addr = reinterpret_cast<char*>(mmap(NULL, length, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, source_fileno, 0));
char* dest_addr = reinterpret_cast<char*>(mmap(NULL, length, PROT_WRITE, MAP_SHARED, dest_fileno, 0));

这里使用MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE标志，指定映射区域是私有的，并且不需要预留任何物理内存。而在第二个mmap函数中，使用MAP_SHARED标志指定映射区域是共享的。

步骤五：使用fork函数创建子进程

使用fork函数，可以创建一个新的子进程来执行文件拷贝的操作。

#include <unistd.h> // 提供fork函数

pid_t pid = fork();

步骤六：在子进程中完成文件拷贝

当fork函数返回的值为0时，表示当前进程是子进程。子进程将会对文件进行拷贝操作。

if (pid == 0)
{
    memcpy(dest_addr, source_addr, length);
    munmap(source_addr, length);
    munmap(dest_addr, length);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

使用memcpy函数完成文件拷贝，去除映射关系并退出子进程。

步骤七：等待子进程完成任务

使用wait函数，等待子进程完成任务。

#include <sys/wait.h> // 提供wait函数

int status;
waitpid(pid, &status, 0);

示例1：拷贝图片文件

以下代码可以拷贝名为pic.jpg的图片文件，并将结果保存为pic2.jpg：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::ifstream source("pic.jpg", std::ios::binary);
    std::ofstream dest("pic2.jpg", std::ios::binary);

    if (source && dest)
    {
        source.seekg(0, std::ios::end);
        std::streampos length = source.tellg();
        source.seekg(0, std::ios::beg);

        int source_fileno = source.rdbuf()->fd();
        int dest_fileno = dest.rdbuf()->fd();

        char* source_addr = reinterpret_cast<char*>(mmap(NULL, length, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, source_fileno, 0));
        char* dest_addr = reinterpret_cast<char*>(mmap(NULL, length, PROT_WRITE, MAP_SHARED, dest_fileno, 0));

        pid_t pid = fork();

        if (pid == 0)
        {
            memcpy(dest_addr, source_addr, length);
            munmap(source_addr, length);
            munmap(dest_addr, length);
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }

        int status;
        waitpid(pid, &status, 0);
    }

    return 0;
}

示例2：拷贝文本文件

以下代码可以拷贝名为sourcefile.txt的文本文件，并将结果保存为destfile.txt：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::ifstream source("sourcefile.txt", std::ios::binary);
    std::ofstream dest("destfile.txt", std::ios::binary);

    if (source && dest)
    {
        source.seekg(0, std::ios::end);
        std::streampos length = source.tellg();
        source.seekg(0, std::ios::beg);

        int source_fileno = source.rdbuf()->fd();
        int dest_fileno = dest.rdbuf()->fd();

        char* source_addr = reinterpret_cast<char*>(mmap(NULL, length, PROT_READ, MAP_PRIVATE | MAP_NORESERVE, source_fileno, 0));
        char* dest_addr = reinterpret_cast<char*>(mmap(NULL, length, PROT_WRITE, MAP_SHARED, dest_fileno, 0));

        pid_t pid = fork();

        if (pid == 0)
        {
            memcpy(dest_addr, source_addr, length);
            munmap(source_addr, length);
            munmap(dest_addr, length);
            exit(EXIT_SUCCESS);
        }

        int status;
        waitpid(pid, &status, 0);
    }

    return 0;
}