C++高效文件读取：ReadFile函数技巧大揭秘！

C++高效文件读取：ReadFile函数技巧大揭秘！

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来源

1.

https://blog.csdn.net/thinktalk/article/details/86742186

2.

https://m.blog.csdn.net/it_xiangqiang/article/details/126887953

3.

https://m.blog.csdn.net/pql925/article/details/69803744

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https://blog.51cto.com/liangchaoxi/4051948

5.

https://blog.csdn.net/lusongno1/article/details/118662470

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https://blog.csdn.net/qq_39108486/article/details/117781433

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https://blog.csdn.net/qq_21438461/article/details/131892081

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https://m.runoob.com/php/func-filesystem-readfile.html

9.

https://my.oschina.net/emacs_8829541/blog/17365561

在C++编程中，高效地读取文件是提升程序性能的关键环节。Windows API提供的ReadFile函数是一个强大且灵活的工具，但要充分发挥其性能，需要掌握一些关键技巧。本文将深入探讨如何通过优化缓冲区大小、使用异步读取和多线程等技术，实现高效文件读取，并与fread、ifstream等其他方法进行性能对比。

选择合适的缓冲区大小

缓冲区大小对读取性能有显著影响。过小的缓冲区会导致频繁的磁盘I/O操作，而过大的缓冲区则会占用过多内存。一般建议将缓冲区大小设置为磁盘扇区大小的整数倍，常见的选择是4KB、8KB或16KB。

char buffer[4096];
DWORD bytesRead;
while (ReadFile(hFile, buffer, sizeof(buffer), &bytesRead, NULL) && bytesRead > 0) {
    // 处理读取的数据
}

异步读取提升效率

异步读取可以避免程序在等待I/O操作完成时阻塞，从而提升整体性能。通过使用ReadFile的重叠模式（ overlapped mode），可以实现异步读取。

OVERLAPPED overlapped = {0};
overlapped.Offset = 0;
overlapped.OffsetHigh = 0;

ReadFile(hFile, buffer, sizeof(buffer), NULL, &overlapped);

多线程读取策略

在多核处理器上，使用多线程可以进一步提升文件读取性能。但需要注意的是，线程数量并非越多越好，一般建议设置为CPU核心数的1-2倍。

#include <thread>

void readThread(HANDLE hFile, char* buffer, DWORD size) {
    DWORD bytesRead;
    ReadFile(hFile, buffer, size, &bytesRead, NULL);
}

std::thread t1(readThread, hFile, buffer1, sizeof(buffer1));
std::thread t2(readThread, hFile, buffer2, sizeof(buffer2));
t1.join();
t2.join();

ReadFile vs fread vs ifstream

在实际测试中，ReadFile函数在处理大文件时表现出色，尤其是在使用了优化技巧后。相比之下，C++的ifstream由于默认同步机制，性能较差。而C标准库的fread函数在适当优化后，性能与ReadFile相当。

实际测试数据

在一项读取1GB文本文件的测试中，使用ReadFile的异步读取方式仅耗时12秒，而ifstream则需要20秒以上。通过禁用同步（std::ios_base::sync_with_stdio(false)），ifstream的性能可以提升至接近ReadFile的水平。

大文件读取策略

对于大文件，推荐一次性将整个文件读入内存。这可以通过获取文件大小，然后分配相应大小的缓冲区来实现。

LARGE_INTEGER fileSize;
GetFileSizeEx(hFile, &fileSize);

char* fileBuffer = new char[fileSize.QuadPart];
ReadFile(hFile, fileBuffer, fileSize.QuadPart, &bytesRead, NULL);

数据格式选择

在可能的情况下，使用二进制数据格式代替文本格式。二进制格式不仅体积更小，而且解析速度更快，可以显著提升整体性能。

实际应用场景

在实际项目中，ReadFile常用于日志文件处理、大数据分析等场景。通过结合异步读取和多线程技术，可以实现高性能的数据处理系统。

通过以上技巧和策略，可以充分发挥ReadFile函数的性能优势，实现高效、稳定的文件读取功能。在实际开发中，应根据具体需求和场景，选择最适合的读取方法和优化策略。