Code Is Poetry

More simple but not too simple

      稀疏文件(Sparse File), 指的是文件中出现大量的0数据,这些数据对我们用处不大,但是却一样的占用我们的空间,针对此,WINNT 3.51中的NTFS文件系统对此进行了优化,那些无用的0字节被用一定的算法压缩起来,使得这些0字节不再占用那么多的空间,在你声明一个很大的稀疏文件时(例如 100GB),这个文件实际上并不需要占用这么大的空间,因为里面大都是无用的0数据,那么,NTFS对稀疏文件的压缩算法可以释放这些无用的0字节空间, 可以说这是对磁盘占用空间以及效率的一种优化,记住,FAT32上并不支持稀疏文件的压缩(至少我在自己机子上测试得出如此结论)。


      这里,我们将粗略的介绍:

1,如何判断一个磁盘是否支持稀疏文件。
2,如何判断一个文件是否是稀疏文件。
3,如何产生一个稀疏文件。
4,假如系统支持稀疏文件,如何声明这个文件是稀疏文件。

     因为这是我工作中出现的问题,所以可能不会深究里面的算法和操作系统机制,但是文章末尾会附上参考资料。
 若有问题,可以联系我 shawn.huang@protegrity.com(工作邮箱)  或者 lonestep@gmail.com(私人邮箱) 

1.1   判断一个磁盘是否是稀疏文件。

我们可以通过一个系统函数GetVolumeInformation 来判断某个磁盘是否支持稀疏文件的压缩。MSDN中的函数原型如下:

GetVolumeInformation

The GetVolumeInformation function retrieves information about a file system and volume that have a specified root directory.

 

BOOL GetVolumeInformation(
LPCTSTR lpRootPathName,
  LPTSTR lpVolumeNameBuffer,
  DWORD nVolumeNameSize,
  LPDWORD lpVolumeSerialNumber,
  LPDWORD lpMaximumComponentLength,
  LPDWORD lpFileSystemFlags,
  LPTSTR lpFileSystemNameBuffer,
  DWORD nFileSystemNameSize
);
我们只要把查询到的Flag 跟 FILE_SUPPORTS_SPARSE_FILES 位与(&),便可以知道该磁盘是否支持。





这是从我的工具集(toolset)里摘录的例子代码:
    CHAR szVolName[MAX_PATH], szFsName[MAX_PATH];
    DWORD dwSN, dwFSFlag, dwMaxLen, nWritten;
    BOOL bSuccess;
    HANDLE hFile;
    bSuccess 
= GetVolumeInformation(NULL,
        szVolName,
        MAX_PATH,
        
&dwSN, 
        
&dwMaxLen, 
        
&dwFSFlag, 
        szFsName,
        MAX_PATH);

    
if (!bSuccess) {
        printf(
"errno:%d", GetLastError());
        return 
-1;
    }
    printf(
"vol name:%s \t fs name:%s sn: %d.\n", szVolName, szFsName, dwSN);
    
if (dwFSFlag&FILE_SUPPORTS_SPARSE_FILES) {
        printf(
"support sparse file.\n");
    }
else{
        printf(
"no support sparse file.\n");
    }

2.1 如何判断一个文件是否是稀疏文件。



我们可以通过 GetFileInformationByHandle()函数来判断一个文件是否是稀疏文件。这是MSDN里面的定义。

The GetFileInformationByHandle function retrieves file information for the specified file.

 

BOOL GetFileInformationByHandle(
HANDLE hFile,
  LPBY_HANDLE_FILE_INFORMATION lpFileInformation
);
 
例子代码如下:
 
HANDLE hFile;
BY_HANDLE_FILE_INFORMATION stFileInfo;

//Open/create file to get the file handle
hFile 
= CreateFile();
//Get the file information
GetFileInformationByHandle(hFile, 
&stFileInfo);

if(stFileInfo.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_SPARSE_FILE)
{
    
//Sparse file
}
else{
   
//Not sparse file
}
 
3.1, 如何产生一个稀疏文件并声明该文件是稀疏文件。
   大部分文件,在你改变它的EndOfFile的时候,中间的空白会被操作系统填0,也就是说,如果你用SetFilePointer() 和SetEndOfFile()来
产生一个很大的文件,那么这个文件它占用的是真正的磁盘空间,即使里面全是0,因为系统默认的会在DeviceIoControl()中的ControlCode里用
FSCTL_SET_ZERO_DATA标记,这个标记使得那些文件空洞被0所填充。为了节省磁盘空间,我们必须把一个文件声明为稀疏文件,以便让系统
把那些无用的0字节压缩,并释放相应的磁盘空间,方法如下:
 
    hFile = CreateFile("tmp_file"
        GENERIC_WRITE|GENERIC_READ, 
        FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE,
        
NULL,
        CREATE_ALWAYS,
        
0,
        
NULL);
    DWORD dwTemp;
    DeviceIoControl(hFile,
        FSCTL_SET_SPARSE, 
        
NULL,
        
0,
        
NULL,
        
0,
        
&dwTemp,
        
NULL);


    SetFilePointer(hFile, 0x100000, 
NULL, FILE_BEGIN);
    WriteFile(hFile,
        
"123",
        
3,
        
&nWritten,
        
NULL);
    SetEndOfFile(hFile);
    CloseHandle(hFile);
注意到FSCTL_SET_SPARSE这个标记了吗?正是这个标记,告诉系统该文件是稀疏文件,如果该文件所在的磁盘支持稀疏
文件的压缩,则系统会释放不必要的0字节空间。你可以用这个方法创建一个100GB得文件试一下(示例里是1M),记得右键看看文件属性
里的‘大小’和占用空间,它被声明为100GB,但是实际上那些0字节基本不占用空间,而你写入的“123”是占用实际的
磁盘空间的。
   注意:在FAT32得磁盘里,因为没有对SPARSE FILE得支持,所以您创建的空洞文件全部被填零,即使你声明它是一个稀疏
文件,也没有任何作用,您声明这个文件多大,它就占用多大的空间。
   另外,如果您编译 DeviceIoControl这个函数出现 "'FSCTL_SET_SPARSE' : undeclared identifier"之类的情况
请这样做:
#include <windows.h>
#define   _WIN32_WINNT         0x0501
#include <Winioctl.h>
 
以上资料参阅了:http://www.flexhex.com/docs/articles/sparse-files.phtml
  
posted on 2007-10-12 15:18 lonestep 阅读(2664) 评论(1)  编辑 收藏 引用
Comments
  • # re: All about sparse file in WINDOWS(关于WINDOWS稀疏文件)
    yxmmrwx
    Posted @ 2008-08-03 13:34
    OK,收下了,谢谢  回复  更多评论   

只有注册用户登录后才能发表评论。
【推荐】超50万行VC++源码: 大型组态工控、电力仿真CAD与GIS源码库
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理