C-Sharp Windows Winapi Filesystems File Copying

Wie man eine Datei kopiert, ohne den Windows-Datei-Cache zu verwenden

Wenn es um das Dateimanagement unter Windows geht, können Sie auf Situationen stoßen, in denen der Datei-Cache des Betriebssystems die Leistung beeinträchtigen kann – insbesondere beim Umgang mit großen Dateien. Zum Beispiel kann das Kopieren einer großen Datei von einem USB-Laufwerk oder einem Server auf Ihren lokalen Rechner problematisch sein, da Windows die Datei im Cache speichert, was dazu führen kann, dass Daten ausgelagert werden und die Zeit für den Abschluss der Operation erhöht wird.

In diesem Blogbeitrag werden wir untersuchen, wie man dieses Problem angeht, indem man Dateien kopiert, ohne den Windows-Dateisystem-Cache zu nutzen, insbesondere unter Verwendung von C#.

Verständnis des Windows-Dateisystem-Caches

Bevor wir in die Codierungslösung eintauchen, ist es wichtig zu verstehen, was der Datei-Cache ist. Windows verwendet einen Cache, um Dateioperationen zu beschleunigen, was typischerweise Folgendes umfasst:

Speicherung von Dateidaten im Speicher für schnelleren Zugriff.
Versuche, Daten von langsameren Geräten wie USB-Laufwerken auf den schnelleren Systemspeicher auszulagern.

Bei größeren Dateien (denken Sie an 2 GiB oder mehr) kann dieser Cacheprozess jedoch zu Ineffizienzen führen, da das System versucht, seinen verfügbaren Speicher zu verwalten.

Die Lösung: Verwendung von Win32-API-Aufrufen

Um dieses Cache-Verhalten zu umgehen, bietet Windows spezifische Flags an, die Sie bei Dateioperationen verwenden können. Diese Flags sind:

FILE_FLAG_WRITE_THROUGH: Dieses Flag sorgt dafür, dass die Schreiboperationen zur Datei direkt auf das Speichermedium geschrieben werden und nicht im Speicher gecached werden.
FILE_FLAG_NO_BUFFERING: Dieses Flag deaktiviert den Cache des Systems für die Datei, was bedeutet, dass alle Lese- und Schreiboperationen direkt auf die Disk erfolgen, ohne dass sie gecached werden.

Sie können diese Flags in Ihrem C#-Code nutzen, um ein direktes Kopieren von Dateien ohne die Verwendung des Caches zu erreichen.

Schritt-für-Schritt-Implementierung in C#

So implementieren Sie die Lösung in C#:

Benötigte Bibliotheken hinzufügen: Stellen Sie sicher, dass Sie die erforderlichen Namespaces für Dateioperationen und Interop-Dienste einfügen.
```
using System;
using System.IO;
using System.Runtime.InteropServices;
```

Native Methoden erklären: Sie müssen die notwendigen Win32-API-Funktionen deklarieren.

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
public static extern IntPtr CreateFile(
    string lpFileName,
    uint dwDesiredAccess,
    uint dwShareMode,
    IntPtr lpSecurityAttributes,
    uint dwCreationDisposition,
    uint dwFlagsAndAttributes,
    IntPtr hTemplateFile);

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool ReadFile(
    IntPtr hFile,
    byte[] lpBuffer,
    uint nNumberOfBytesToRead,
    out uint lpNumberOfBytesRead,
    IntPtr lpOverlapped);

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool WriteFile(
    IntPtr hFile,
    byte[] lpBuffer,
    uint nNumberOfBytesToWrite,
    out uint lpNumberOfBytesWritten,
    IntPtr lpOverlapped);

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool CloseHandle(IntPtr hObject);

Verwendung der Flags: Verwenden Sie in Ihrer Datei-Kopierfunktion die Flags, um die Datei-Handles zu erstellen.

public void CopyFileWithoutCache(string sourceFilePath, string destFilePath)
{
    const uint GENERIC_READ = 0x80000000;
    const uint GENERIC_WRITE = 0x40000000;
    const uint OPEN_EXISTING = 3;
    const uint FILE_FLAG_WRITE_THROUGH = 0x80000000;
    const uint FILE_FLAG_NO_BUFFERING = 0x20000000;

    IntPtr sourceHandle = CreateFile(sourceFilePath, GENERIC_READ, 0, IntPtr.Zero, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_WRITE_THROUGH | FILE_FLAG_NO_BUFFERING, IntPtr.Zero);
    IntPtr destHandle = CreateFile(destFilePath, GENERIC_WRITE, 0, IntPtr.Zero, OPEN_EXISTING, FILE_FLAG_WRITE_THROUGH | FILE_FLAG_NO_BUFFERING, IntPtr.Zero);

    // Implementieren Sie hier die Logik für Lesen und Schreiben von Dateien...

    CloseHandle(sourceHandle);
    CloseHandle(destHandle);
}

Fazit

Mit den oben beschriebenen Schritten können Sie große Dateien effizient kopieren, ohne dass der Windows-Dateisystem-Cache stört. Diese Methode ist besonders vorteilhaft, wenn Sie mit hochkapazitiven Dateien arbeiten, die von langsamen Geräten wie USB-Laufwerken übertragen werden.

Für weitere Informationen, werfen Sie einen Blick auf die Microsoft-Dokumentation zu FILE_FLAG_WRITE_THROUGH und FILE_FLAG_NO_BUFFERING.

Indem Sie diese Flags verstehen und nutzen, können Sie die Leistung Ihrer Dateioperationen erheblich verbessern. Viel Spaß beim Programmieren!