系統調用之時間開銷【轉】

轉自：https://blog.csdn.net/lancegentry/article/details/8937514

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        ps：寫了很長時間，因此轉載請著名做者（程序圓圓圓） ！！！還有這句話！！！

        再ps一個：轉載註明本空間地址呀！！！http://blog.csdn.net/lancegentry/article/details/8937514

        一個程序使用系統調用的次數會很大程度上影響系統的性能,由於在執行系統時，會從用戶代碼切換執行內核代碼，而後返回用戶代碼。優化手段就是儘可能減小系統調用。一下實驗用來驗證系統會付出巨大d呃開支，所用時間與電腦配置、所用的系統的內核有關，故在不一樣的電腦或同一電腦的不一樣系統上會有一些差別，可是結果必定是相同的。
       本人使用的系統是Mac OS X 10.8.3 。

 

       1.首先咱們創建一個約1Mb的文件(file.in)用於測試。創建代碼以下，固然方法有不少這只是其中的一種。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
FILE *file;
file = fopen("file.in", "w");
int i = 0xfffff;
while (i--) {
fprintf(file,"%c",i%26 + 'a');
if (i%26 == 0)
fprintf(file,"\n");
}
exit(0);
}

    2.而後編譯copy_system.c 

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
char c;
int in, out;

in = open("file.in", O_RDONLY);
out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);

while (read(in,&c,1) == 1)
write(out,&c,1);

exit(0);
}
        上述代碼中要注意的是#include <unistd> (unix standard)要放在第一行，由於它定義的POSIX規範的有關標誌可能會影響其餘的頭文件。
        咱們能夠看一下運行的結果

 

        這裏咱們首先看到有一個1.0M的文件file.in。而後喔們編譯了copy_system.c，以後使用time命令查看執行時間。

        3.編譯copy_system2.c 

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>

#define BLOCK 1024

int main()
{
char block[BLOCK];
int in, out;
int nread;

in = open("file.in", O_RDONLY);
out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);

while ((nread = read(in,block,sizeof(block))) > 0)
write(out,block,nread);

exit(0);
}

        這裏咱們經過複製數據塊的方式來減小系統調用（每次複製1K），看看結果（順道驗證剛纔文件確實生成了。。。）

       我把上一次的執行也截取了下來以便比較，如今咱們能夠看到時間差距仍是很是明顯了，咱們這是減小約2000次（2048)的系統調用所節省的時間。而且咱們看到這兩個程序執行時間的差距仍是巨大的。那麼是否是越大越好呢？
       爲了實驗放便咱們將 copy_system2.c中的#define BLOCK 1024刪除即爲下面代碼

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>


int main()
{
char block[BLOCK];
int in, out;
int nread;

in = open("file.in", O_RDONLY);
out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);

while ((nread = read(in,block,sizeof(block))) > 0)
write(out,block,nread);

exit(0);
}

        這樣咱們就能夠很方便的進行實驗了。實驗結果以下

 

這裏咱們使用 -Dname=value 的命令選項在編譯時定義BLOCK變量。由於我使用的是64位系統因此在後期這個時間依舊在有減少的趨勢，不過能夠看出在256後這個值已經變化很小了。在1024後這些值開始了擺動，而且失去了以前的規律(system time每次減少一倍，2048和4096的數據（倒數第3個和倒數第1個）)。這是由於硬件會限制對底層系統調用一次能讀寫的數據塊大小。

        最後但願你們能從本文中有所收穫。2013.05.16   23：00End ————————————————版權聲明：本文爲CSDN博主「程序圓圓圓」的原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處連接及本聲明。原文連接：https://blog.csdn.net/lancegentry/article/details/8937514