Linux——实现文件的多进程拷贝

                                                                       需求：实现文件多进程拷贝

假设有一个超大文件，需对其完成拷贝工作。为提高效率，可采用多进程并行拷贝的方法来实现。假设文件大小为len，共有n个进程对该文件进行拷贝。那每个进程拷贝的字节数应为len/n。但未必一定能整除，我们可以选择让最后一个进程负责剩余部分拷贝工作。可使用len % (len/n)将剩余部分大小求出。

为降低实现复杂度，可选用mmap来实现源、目标文件的映射，通过指针操作内存地址，设置每个进程拷贝的起始、结束位置。借助MAP_SHARED选项将内存中所做的修改反映到物理磁盘上。

 实现源代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>

void err_int(int ret, const char *err)
{
    if (ret == -1) {
        perror(err);
        exit(1);
    }

    return ;
}

void err_str(char *ret, const char *err)
{
    if (ret == MAP_FAILED) {
        perror(err);
        exit(1);
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{   
    int fd_src, fd_dst, ret, len, i, n;
    char *mp_src, *mp_dst, *tmp_srcp, *tmp_dstp;
    pid_t pid;
    struct stat sbuf;

    if (argc < 3 || argc > 4) {
        printf("Enter like this please: ./a.out file_src file_dst [process number]\n");
        exit(1);
    } else if (argc == 3) {
        n = 5;                  //用户未指定,默认创建5个子进程
    } else if (argc == 4) {
        n = atoi(argv[3]);
    }

    //打开源文件
    fd_src = open(argv[1], O_RDONLY);
    err_int(fd_src, "open dict.txt err");
    //打开目的文件, 不存在则创建
    fd_dst = open(argv[2], O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0664);
    err_int(fd_dst, "open dict.cp err");
    //获取文件大小
    ret = fstat(fd_src, &sbuf);
    err_int(ret, "fstat err");
    
    len = sbuf.st_size;
    if (len < n)                //文件长度小于进程个数
        n = len;
    //根据文件大小拓展目标文件
    ret = ftruncate(fd_dst, len);
    err_int(ret, "truncate fd_dst err");
    //为源文件创建映射
    mp_src = (char *)mmap(NULL, len, PROT_READ, MAP_SHARED, fd_src, 0);
    err_str(mp_src, "mmap src err");
    //为目标文件创建映射
    mp_dst = (char *)mmap(NULL, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_dst, 0);
    err_str(mp_dst, "mmap dst err");

    tmp_dstp = mp_dst;
    tmp_srcp = mp_src;
    //求出每个子进程该拷贝的字节数
    int bs = len / n;    //每个子进程应该拷贝的字节数
    int mod = len % bs;  //求出均分后余下的字节数,让最后一个子进程处理

    //创建N个子进程
    for (i = 0; i < n; i++) {
        if ((pid = fork()) == 0) {
            break;
        }
    }

    if (n == i) {               //父进程
        for (i = 0; i < n; i++)
            wait(NULL);

    } else if (i == (n-1)){     //最后一个子进程,它多处理均分后剩余几个字节
        memcpy(tmp_dstp+i*bs, tmp_srcp+i*bs, bs+mod); 
    } else if (i == 0) {        //第一个子进程
        memcpy(tmp_dstp, tmp_srcp, bs); 
    } else {                    //其他子进程
        memcpy(tmp_dstp+i*bs, tmp_srcp+i*bs, bs); 
    }

    munmap(mp_src, len);
    munmap(mp_dst, len);

    return 0;
}