Python Заметки: “Как-то давно писал трансфер файлов по сети. В этом проекте требовалось…”

Как-то давно писал трансфер файлов по сети.
В этом проекте требовалось создавать файл, который сразу существует на диске, имеет нужный размер но еще не содержит данных.
Вот примеры как создать такой файл:

length = 1024 * 1024 * 1024 * 100
with open(file_path, "wb") as out:
    out.seek(length-1)
    out.write(b"\0")

with open(file_path, "wb") as out:
    out.truncate(1024 * 1024 * 1024 * 120)

truncate -s 100M test

Файл создается моментально и получается полностью состоящий из нулей. Более того, он не занимает место над диске!
Это называется sparse files - разреженные файлы. На таких файловых системах как ext4, XFS, Btrfs, ZFS файл автоматически становится разреженным если процесс пишет за пределы конца файла. В структуре файла создаются "дырки" которые автоматически при чтении вернут нули.

Если запустить тоже самое на Windows, то результат будет другой. Файл будет создаваться долго и реально займет место на диске.

NTFS умеет создавать разреженные файлы, но это надо активировать явно:

import os
import msvcrt
import ctypes

file_path = r"C:\file"
length = 1024 * 1024 * 1024 * 100  # 100 GB

with open(file_path, "wb") as f:
    handle = msvcrt.get_osfhandle(f.fileno())
    FSCTL_SET_SPARSE = 0x900C4
    bytes_returned = ctypes.c_ulong()
    ctypes.windll.kernel32.DeviceIoControl(
        handle, FSCTL_SET_SPARSE, None, 0, None, 0,
        ctypes.byref(bytes_returned), None
    )
    f.seek(length-1)
    f.write(b"\0")

Таким образом мы делаем преалокацию файла с возможностью писать в любое место, например так работают торренты.
В моем случае было многопоточное скачивание разных кусков файлов с возможностью докачки.

При копировании таких файлов чаще всего копия занимает всё положенное ей место.
Чтобы учитывать такое свойство файла нужно использовать специальные опции

shutil.copyfile(src, dst, follow_symlinks=False)

rsync -S ...

robocopy /SPARSE ...

Для тестирования трансфера требовалось создавать реальные файлы с рандомными данными. Сделать это просто:

import os
with open(file_path, "wb") as out:
    for _ in range(1024):
        out.write(os.urandom(1024*1024*10))

dd if=/dev/urandom of=file.bin bs=1M count=10

Тут, конечно, никаких разреженных файлов быть не может.

#tricks