Проблема с 32-битным параметром len в BlockRead() в Delphi: анализ и решение

Delphi , Компоненты и Классы , TWriter и TReader

В этой статье мы рассмотрим проблему ограничения размера читаемых данных функцией BlockRead в Delphi и Pascal, а также предложим возможные решения и альтернативные подходы.

Суть проблемы:

Пользователи сталкиваются с ошибкой при попытке прочитать файлы размером более 2 ГБ (2147483647 байт) с помощью функции BlockRead. Это связано с тем, что, несмотря на использование 64-битного типа Int64 для размера файла, внутренняя реализация BlockRead (в частности, функция do_read) использует 32-битный тип данных (LongInt) для параметра len, определяющего количество байт для чтения. Это приводит к переполнению и ошибкам при попытке чтения больших объемов данных.

Пример кода, демонстрирующий проблему:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  f: File;
  fs: Int64;
  p: Pointer;
begin
  AssignFile(f, 'megagoals.txt');
  reset(f, 1);
  fs := FileSize(f);
  p := GetMem(fs);
  BlockRead(f, p^, fs);
  Button1.Caption := IntToStr(fs)+ ' Bytes Read!';
end;

Если fs превышает 2147483647, BlockRead выдаст ошибку.

Решение проблемы:

Основное решение заключается в обходе ограничения BlockRead путем чтения файла частями, размером не превышающим 2 ГБ. Важно использовать размер несколько меньше, чем максимальное значение Int32, например, 2147479552 ($7FFFF000). Это связано с выравниванием адресов буфера в памяти.

procedure ReadLargeFile(const FileName: string; var Buffer: Pointer; FileSize: Int64);
const
  MaxBlockSize: Int64 = 2147479552; // Максимальный размер блока для чтения
var
  f: File;
  BytesRead: Int64;
  Offset: Int64;
begin
  AssignFile(f, FileName);
  Reset(f, 1);
  Offset := 0;
  while Offset < FileSize do
  begin
    BytesRead := Min(MaxBlockSize, FileSize - Offset);
    BlockRead(f, PByte(Buffer)^, BytesRead);
    Inc(PByte(Buffer), BytesRead);
    Inc(Offset, BytesRead);
  end;
  CloseFile(f);
end;

Альтернативные решения:

1. Memory Mapping (Отображение файла в память):

Этот метод позволяет рассматривать файл как часть виртуальной памяти процесса. Он особенно эффективен для больших файлов, так как операционная система загружает данные в память по мере необходимости (demand paging). Для Windows можно использовать функции CreateFileMapping и MapViewOfFile. Для кроссплатформенности можно использовать библиотеку mORMot2 (тип TMemoryMap).

Пример использования Memory Mapping (Windows):

uses Windows;

function ReadFileMapping(const FileName: string): TBytes;
var hFile: THandle; hMapping: THandle; lpBaseAddress: Pointer; FileSize: Int64; FileSizeLow, FileSizeHigh: DWORD;
begin
Result := nil;

 hFile := CreateFile(PChar(FileName), GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, nil, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, 0);
 if hFile = INVALID_HANDLE_VALUE then
   RaiseLastOSError;
 try
   FileSizeLow := GetFileSize(hFile, @FileSizeHigh);
   FileSize := Int64(FileSizeHigh) shl 32 + FileSizeLow;

   hMapping := CreateFileMapping(hFile, nil, PAGE_READONLY, 0, 0, nil);
   if hMapping = 0 then
     RaiseLastOSError;
   try
     lpBaseAddress := MapViewOfFile(hMapping, FILE_MAP_READ, 0, 0, 0);
     if lpBaseAddress = nil then
       RaiseLastOSError;
     try
       SetLength(Result, FileSize);
       Move(lpBaseAddress^, Result[0], FileSize);
     finally
       UnmapViewOfFile(lpBaseAddress);
     end;
   finally
     CloseHandle(hMapping);
   end;
 finally
   CloseHandle(hFile);
 end;

end;

1. Использование TFileStream:

TFileStream предоставляет более объектно-ориентированный подход к работе с файлами. Он также позволяет читать файл частями, но без прямого использования BlockRead.

uses Classes;

procedure ReadFileStream(const FileName: string; var Buffer: Pointer; FileSize: Int64);
const MaxBlockSize: Integer = 8192; // Размер блока для чтения (можно настроить)
var fs: TFileStream; BytesRead: Integer;
Offset: Int64;
begin
fs := TFileStream.Create(FileName, fmOpenRead);
try
Offset := 0;
while Offset < FileSize do
begin
BytesRead := Min(MaxBlockSize, Integer(FileSize - Offset)); // Преобразование в Integer обязательно!
fs.Read(Pointer(NativeInt(Buffer) + Offset)^, BytesRead); // Используем NativeInt для работы с указателями
Inc(Offset, BytesRead);
end;
finally
fs.Free;
end;
end;

Важно: При использовании TFileStream.Read необходимо преобразовать FileSize - Offset в Integer, так как метод Read принимает Integer в качестве параметра Count. Также, для работы с указателем Buffer и смещением Offset следует использовать NativeInt, чтобы избежать проблем с размером указателя в 64-битных системах.

1. Асинхронное чтение (ReadFileEx):

Для максимальной производительности можно использовать асинхронное чтение с помощью ReadFileEx. Это позволяет читать данные с диска в фоновом режиме, не блокируя основной поток приложения.

Выбор оптимального решения:

Выбор оптимального решения зависит от конкретных требований и ограничений:

• Если требуется простое и быстрое решение, подойдет чтение файла частями с использованием BlockRead (с учетом ограничения на размер блока).
• Для больших файлов, которые необходимо обрабатывать целиком, рекомендуется использовать memory mapping.
• Если требуется гибкость и объектно-ориентированный подход, можно использовать TFileStream.
• Для максимальной производительности, особенно при работе с большими файлами, можно рассмотреть асинхронное чтение.

Заключение:

Ограничение размера читаемых данных функцией BlockRead является известной проблемой в Delphi и Pascal. Однако, существует несколько способов обойти это ограничение и эффективно работать с большими файлами. Выбор оптимального решения зависит от конкретных требований и ограничений проекта. Важно помнить об ограничениях Windows API, например, ReadFile принимает 32-битный размер буфера, что также может влиять на выбор стратегии чтения больших файлов.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Статья описывает проблему ограничения размера данных при использовании `BlockRead` в Delphi для чтения файлов размером более 2 ГБ и предлагает несколько решений, включая чтение файла частями, memory mapping и использование `TFileStream`.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: TWriter и TReader ::