| Viewing file:  memmap.py (11.5 KB)      -rw-r--r-- Select action/file-type:
 
  (+) |  (+) |  (+) | Code (+) | Session (+) |  (+) | SDB (+) |  (+) |  (+) |  (+) |  (+) |  (+) | 
 
from contextlib import nullcontext
 import numpy as np
 from .._utils import set_module
 from .numeric import uint8, ndarray, dtype
 from numpy.compat import os_fspath, is_pathlib_path
 
 __all__ = ['memmap']
 
 dtypedescr = dtype
 valid_filemodes = ["r", "c", "r+", "w+"]
 writeable_filemodes = ["r+", "w+"]
 
 mode_equivalents = {
 "readonly":"r",
 "copyonwrite":"c",
 "readwrite":"r+",
 "write":"w+"
 }
 
 
 @set_module('numpy')
 class memmap(ndarray):
 """Create a memory-map to an array stored in a *binary* file on disk.
 
 Memory-mapped files are used for accessing small segments of large files
 on disk, without reading the entire file into memory.  NumPy's
 memmap's are array-like objects.  This differs from Python's ``mmap``
 module, which uses file-like objects.
 
 This subclass of ndarray has some unpleasant interactions with
 some operations, because it doesn't quite fit properly as a subclass.
 An alternative to using this subclass is to create the ``mmap``
 object yourself, then create an ndarray with ndarray.__new__ directly,
 passing the object created in its 'buffer=' parameter.
 
 This class may at some point be turned into a factory function
 which returns a view into an mmap buffer.
 
 Flush the memmap instance to write the changes to the file. Currently there
 is no API to close the underlying ``mmap``. It is tricky to ensure the
 resource is actually closed, since it may be shared between different
 memmap instances.
 
 
 Parameters
 ----------
 filename : str, file-like object, or pathlib.Path instance
 The file name or file object to be used as the array data buffer.
 dtype : data-type, optional
 The data-type used to interpret the file contents.
 Default is `uint8`.
 mode : {'r+', 'r', 'w+', 'c'}, optional
 The file is opened in this mode:
 
 +------+-------------------------------------------------------------+
 | 'r'  | Open existing file for reading only.                        |
 +------+-------------------------------------------------------------+
 | 'r+' | Open existing file for reading and writing.                 |
 +------+-------------------------------------------------------------+
 | 'w+' | Create or overwrite existing file for reading and writing.  |
 |      | If ``mode == 'w+'`` then `shape` must also be specified.    |
 +------+-------------------------------------------------------------+
 | 'c'  | Copy-on-write: assignments affect data in memory, but       |
 |      | changes are not saved to disk.  The file on disk is         |
 |      | read-only.                                                  |
 +------+-------------------------------------------------------------+
 
 Default is 'r+'.
 offset : int, optional
 In the file, array data starts at this offset. Since `offset` is
 measured in bytes, it should normally be a multiple of the byte-size
 of `dtype`. When ``mode != 'r'``, even positive offsets beyond end of
 file are valid; The file will be extended to accommodate the
 additional data. By default, ``memmap`` will start at the beginning of
 the file, even if ``filename`` is a file pointer ``fp`` and
 ``fp.tell() != 0``.
 shape : tuple, optional
 The desired shape of the array. If ``mode == 'r'`` and the number
 of remaining bytes after `offset` is not a multiple of the byte-size
 of `dtype`, you must specify `shape`. By default, the returned array
 will be 1-D with the number of elements determined by file size
 and data-type.
 order : {'C', 'F'}, optional
 Specify the order of the ndarray memory layout:
 :term:`row-major`, C-style or :term:`column-major`,
 Fortran-style.  This only has an effect if the shape is
 greater than 1-D.  The default order is 'C'.
 
 Attributes
 ----------
 filename : str or pathlib.Path instance
 Path to the mapped file.
 offset : int
 Offset position in the file.
 mode : str
 File mode.
 
 Methods
 -------
 flush
 Flush any changes in memory to file on disk.
 When you delete a memmap object, flush is called first to write
 changes to disk.
 
 
 See also
 --------
 lib.format.open_memmap : Create or load a memory-mapped ``.npy`` file.
 
 Notes
 -----
 The memmap object can be used anywhere an ndarray is accepted.
 Given a memmap ``fp``, ``isinstance(fp, numpy.ndarray)`` returns
 ``True``.
 
 Memory-mapped files cannot be larger than 2GB on 32-bit systems.
 
 When a memmap causes a file to be created or extended beyond its
 current size in the filesystem, the contents of the new part are
 unspecified. On systems with POSIX filesystem semantics, the extended
 part will be filled with zero bytes.
 
 Examples
 --------
 >>> data = np.arange(12, dtype='float32')
 >>> data.resize((3,4))
 
 This example uses a temporary file so that doctest doesn't write
 files to your directory. You would use a 'normal' filename.
 
 >>> from tempfile import mkdtemp
 >>> import os.path as path
 >>> filename = path.join(mkdtemp(), 'newfile.dat')
 
 Create a memmap with dtype and shape that matches our data:
 
 >>> fp = np.memmap(filename, dtype='float32', mode='w+', shape=(3,4))
 >>> fp
 memmap([[0., 0., 0., 0.],
 [0., 0., 0., 0.],
 [0., 0., 0., 0.]], dtype=float32)
 
 Write data to memmap array:
 
 >>> fp[:] = data[:]
 >>> fp
 memmap([[  0.,   1.,   2.,   3.],
 [  4.,   5.,   6.,   7.],
 [  8.,   9.,  10.,  11.]], dtype=float32)
 
 >>> fp.filename == path.abspath(filename)
 True
 
 Flushes memory changes to disk in order to read them back
 
 >>> fp.flush()
 
 Load the memmap and verify data was stored:
 
 >>> newfp = np.memmap(filename, dtype='float32', mode='r', shape=(3,4))
 >>> newfp
 memmap([[  0.,   1.,   2.,   3.],
 [  4.,   5.,   6.,   7.],
 [  8.,   9.,  10.,  11.]], dtype=float32)
 
 Read-only memmap:
 
 >>> fpr = np.memmap(filename, dtype='float32', mode='r', shape=(3,4))
 >>> fpr.flags.writeable
 False
 
 Copy-on-write memmap:
 
 >>> fpc = np.memmap(filename, dtype='float32', mode='c', shape=(3,4))
 >>> fpc.flags.writeable
 True
 
 It's possible to assign to copy-on-write array, but values are only
 written into the memory copy of the array, and not written to disk:
 
 >>> fpc
 memmap([[  0.,   1.,   2.,   3.],
 [  4.,   5.,   6.,   7.],
 [  8.,   9.,  10.,  11.]], dtype=float32)
 >>> fpc[0,:] = 0
 >>> fpc
 memmap([[  0.,   0.,   0.,   0.],
 [  4.,   5.,   6.,   7.],
 [  8.,   9.,  10.,  11.]], dtype=float32)
 
 File on disk is unchanged:
 
 >>> fpr
 memmap([[  0.,   1.,   2.,   3.],
 [  4.,   5.,   6.,   7.],
 [  8.,   9.,  10.,  11.]], dtype=float32)
 
 Offset into a memmap:
 
 >>> fpo = np.memmap(filename, dtype='float32', mode='r', offset=16)
 >>> fpo
 memmap([  4.,   5.,   6.,   7.,   8.,   9.,  10.,  11.], dtype=float32)
 
 """
 
 __array_priority__ = -100.0
 
 def __new__(subtype, filename, dtype=uint8, mode='r+', offset=0,
 shape=None, order='C'):
 # Import here to minimize 'import numpy' overhead
 import mmap
 import os.path
 try:
 mode = mode_equivalents[mode]
 except KeyError as e:
 if mode not in valid_filemodes:
 raise ValueError(
 "mode must be one of {!r} (got {!r})"
 .format(valid_filemodes + list(mode_equivalents.keys()), mode)
 ) from None
 
 if mode == 'w+' and shape is None:
 raise ValueError("shape must be given if mode == 'w+'")
 
 if hasattr(filename, 'read'):
 f_ctx = nullcontext(filename)
 else:
 f_ctx = open(os_fspath(filename), ('r' if mode == 'c' else mode)+'b')
 
 with f_ctx as fid:
 fid.seek(0, 2)
 flen = fid.tell()
 descr = dtypedescr(dtype)
 _dbytes = descr.itemsize
 
 if shape is None:
 bytes = flen - offset
 if bytes % _dbytes:
 raise ValueError("Size of available data is not a "
 "multiple of the data-type size.")
 size = bytes // _dbytes
 shape = (size,)
 else:
 if not isinstance(shape, tuple):
 shape = (shape,)
 size = np.intp(1)  # avoid default choice of np.int_, which might overflow
 for k in shape:
 size *= k
 
 bytes = int(offset + size*_dbytes)
 
 if mode in ('w+', 'r+') and flen < bytes:
 fid.seek(bytes - 1, 0)
 fid.write(b'\0')
 fid.flush()
 
 if mode == 'c':
 acc = mmap.ACCESS_COPY
 elif mode == 'r':
 acc = mmap.ACCESS_READ
 else:
 acc = mmap.ACCESS_WRITE
 
 start = offset - offset % mmap.ALLOCATIONGRANULARITY
 bytes -= start
 array_offset = offset - start
 mm = mmap.mmap(fid.fileno(), bytes, access=acc, offset=start)
 
 self = ndarray.__new__(subtype, shape, dtype=descr, buffer=mm,
 offset=array_offset, order=order)
 self._mmap = mm
 self.offset = offset
 self.mode = mode
 
 if is_pathlib_path(filename):
 # special case - if we were constructed with a pathlib.path,
 # then filename is a path object, not a string
 self.filename = filename.resolve()
 elif hasattr(fid, "name") and isinstance(fid.name, str):
 # py3 returns int for TemporaryFile().name
 self.filename = os.path.abspath(fid.name)
 # same as memmap copies (e.g. memmap + 1)
 else:
 self.filename = None
 
 return self
 
 def __array_finalize__(self, obj):
 if hasattr(obj, '_mmap') and np.may_share_memory(self, obj):
 self._mmap = obj._mmap
 self.filename = obj.filename
 self.offset = obj.offset
 self.mode = obj.mode
 else:
 self._mmap = None
 self.filename = None
 self.offset = None
 self.mode = None
 
 def flush(self):
 """
 Write any changes in the array to the file on disk.
 
 For further information, see `memmap`.
 
 Parameters
 ----------
 None
 
 See Also
 --------
 memmap
 
 """
 if self.base is not None and hasattr(self.base, 'flush'):
 self.base.flush()
 
 def __array_wrap__(self, arr, context=None):
 arr = super().__array_wrap__(arr, context)
 
 # Return a memmap if a memmap was given as the output of the
 # ufunc. Leave the arr class unchanged if self is not a memmap
 # to keep original memmap subclasses behavior
 if self is arr or type(self) is not memmap:
 return arr
 # Return scalar instead of 0d memmap, e.g. for np.sum with
 # axis=None
 if arr.shape == ():
 return arr[()]
 # Return ndarray otherwise
 return arr.view(np.ndarray)
 
 def __getitem__(self, index):
 res = super().__getitem__(index)
 if type(res) is memmap and res._mmap is None:
 return res.view(type=ndarray)
 return res
 
 |