hiệu năng ghi đĩa trong golang

Question

Trong đoạn mã sau, tôi viết thư vào một tệp bằng cách sử dụng bufio trong golang. Tốc độ I/O đĩa của tôi là khoảng 1000M/s. Kỳ lạ thay, khi kích thước của tệp văn bản nhỏ hơn 20G, tốc độ ghi là khoảng 800M ~ 900M mỗi giây, thấp hơn một chút so với tốc độ I/O. Nhưng, khi kích thước tập tin lớn hơn 21G, tôi thấy tốc độ ghi là khoảng 200M mỗi giây, ít hơn nhiều so với tốc độ I/O. Tôi không biết tại sao, ai cũng có thể giúp tôi? Cảm ơn bạn.

package main 

import "fmt" 
import (
    "os" 
    "time" 
    "flag" 
    "bufio" 
) 

func main() { 
    var pRound = flag.Int64("round", 3500000, "loop round") 
    flag.Parse() 

    var message string 
    for i := 0; i < 1024; i++ { 
     message += "1234567890" 
    } 
    message += "\n" 

    f, err := os.OpenFile("server", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0666) 
    if err != nil { 
     fmt.Println(err) 
     return 
    } 
    w := bufio.NewWriter(f) 

    var i int64 = 0 
    round := *pRound 
    start := time.Now() 
    for i = 0; i < round; i++ { 
     w.WriteString(message) 
    } 
    w.Flush() 
    f.Close() 
    end := time.Now() 

    nanoseconds := end.Sub(start).Nanoseconds() 
    speed := 1000000000 * round/nanoseconds 

    fmt.Printf("round: %v\n", round) 
    fmt.Printf("Nanoseconds: %v\n", nanoseconds) 
    fmt.Printf("speed: %v\n", speed) 
} 

Tôi nghĩ mình đã hỏi một câu hỏi ngu ngốc. Theo phản hồi của Vorsprung, tôi hiển thị mã C của mình tại đây. Và tôi kiểm tra lại bằng ngôn ngữ C. Tôi tìm thấy kết quả tương tự với ngôn ngữ đi. Kết quả thử nghiệm của tôi là:

./a.out 10000 
seconds: 7 
milliseconds: 260910 
total: 10485760000 Bytes 
total: 10000 M 
total: 9.76562 G 
speed: 1377.24 M/s 


./a.out 20000 
seconds: 24 
milliseconds: 7249 
total: 20971520000 Bytes 
total: 20000 M 
total: 19.5312 G 
speed: 833.082 M/s 


./a.out 30000 
seconds: 80 
milliseconds: 518970 
total: 31457280000 Bytes 
total: 30000 M 
total: 29.2969 G 
speed: 372.583 M/s 



./a.out 40000 
seconds: 134 
milliseconds: 615910 
total: 41943040000 Bytes 
total: 40000 M 
total: 39.0625 G 
speed: 297.142 M/s 

Sau đây là mã C của tôi:

#include <fcntl.h> 
#include <errno.h> 
#include <limits.h> 
#include <sys/uio.h> 
#include <time.h> 
#include <sys/time.h> 
#include <iostream> 
#include <string.h> 
#include <stdlib.h> 

int main(int argc, char* argv[]) { 
    if (argc != 2) { 
    std::cout << "usage: " << argv[0] << " round" << std::endl; 
    return -1; 
    } 
    int round = atoi(argv[1]); 

    int fd = open("file.data", O_CREAT | O_APPEND | O_RDWR, 0666); 
    if (fd == -1) { 
    std::cout << "open file error: " << strerror(errno) << std::endl; 
    return -1; 
    } 

    struct iovec vec[IOV_MAX]; 
    int len = 1024; 
    for (int i = 0; i < IOV_MAX; i++) { 
    vec[i].iov_base = new char[len]; 
    vec[i].iov_len = len; 

    char *buf = NULL; 
    for (int j = 0; j < len - 1; j++) { 
     buf = (char*)vec[i].iov_base; 
     buf[j] = j % 10 + '1'; 
    } 
    buf[len - 1] = '\n'; 
    } 

    timeval tv1; 
    gettimeofday(&tv1, NULL); 
    for (int i = 0; i < round; i++) { 
    writev(fd, vec, IOV_MAX); 
    } 

    close(fd); 

    timeval tv2; 
    gettimeofday(&tv2, NULL); 

    for (int i = 0; i < IOV_MAX; i++) { 
    char* buf = (char*)vec[i].iov_base; 
    delete[] buf; 
    } 

    std::cout << "seconds: " << tv2.tv_sec - tv1.tv_sec << std::endl; 
    std::cout << "milliseconds: " << tv2.tv_usec - tv1.tv_usec << std::endl; 
    int64_t total = int64_t(len) * IOV_MAX * round; 
    float t = (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec) * 1000000.0 + (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec); 
    float speed = 1000000.0 * total/t/1024/1024; 
    std::cout << "total: " << total << " Bytes" << std::endl; 
    std::cout << "total: " << total/1024.0/1024.0 << " M" << std::endl; 
    std::cout << "total: " << total/1024.0/1024.0/1024.0 << " G" << std::endl; 
    std::cout << "speed: " << speed << " M/s" << std::endl; 
    return 0; 
} 

Bây giờ kiểm tra diskio.go kết quả chương trình của tôi ở đây. bởi vì tôi không biết làm thế nào để bình luận một kết quả dễ đọc trong bình luận, tôi trình bày nó ở đây.

time ./diskio -size=4 
written: 4294967296B 26237051975ns 4.29GB 26.24s 163.70MB/s 
real 0m26.980s 
user 0m0.397s 
sys  0m4.874s 


time ./diskio -size=8 
written: 8589934592B 57803019028ns 8.59GB 57.80s 148.61MB/s 
real 0m59.192s 
user 0m0.813s 
sys  0m9.607s 



time ./diskio -size=10 
written: 10737418240B 68331989999ns 10.74GB 68.33s 157.14MB/s 
real 1m10.288s 
user 0m0.946s 
sys  0m12.024s 




time ./diskio -size=20 
written: 21474836480B 141169506440ns 21.47GB 141.17s 152.12MB/s 
real 2m25.037s 
user 0m1.881s 
sys  0m24.029s 


time ./diskio -size=30 
written: 32212254720B 203807569664ns 32.21GB 203.81s 158.05MB/s 
real 3m29.345s 
user 0m2.925s 
sys  0m33.528s 

diskio.go đến từ https://stackoverflow.com/a/47889346/5616809

Tôi nghĩ rằng tôi nhận được câu trả lời, kết quả xét nghiệm là do lý do đĩa đệm. Tôi đã thử nghiệm tốc độ đĩa của tôi sử dụng hdparm khen, và tôi nhận điều này:

hdparm -Tt /dev/sde1 
/dev/sde1: 
Timing cached reads: 18166 MB in 2.00 seconds = 9093.93 MB/sec 
Timing buffered disk reads: 584 MB in 3.01 seconds = 194.18 MB/sec 

byte Vì vậy, có lẽ chương trình của tôi được ghi chép lại để đệm khi kích thước tập tin là ít hơn khoảng 18166M. Sau đó chương trình được ghi vào đĩa, vì vậy tốc độ của nó chậm hơn.

Answer 1

Tôi nghĩ rằng tôi nhận được câu trả lời cho câu hỏi này. Bởi vì tốc độ I/O đĩa của tôi là khoảng 194M/s, và bộ đệm đĩa I/O là khoảng 9093M/s. Nhưng kích thước bộ đệm đĩa khoảng 18166M. Vì vậy tốc độ ghi nhanh hơn khi kích thước tệp nhỏ hơn 20G. Tôi đã sử dụng lệnh này để kiểm tra tốc độ I/O của đĩa:

hdparm -Tt /dev/sde1 
/dev/sde1: 
Timing cached reads: 18166 MB in 2.00 seconds = 9093.93 MB/sec 
Timing buffered disk reads: 584 MB in 3.01 seconds = 194.18 MB/sec 

Answer 2

Sự cố của bạn không thể tái sản xuất được. Mã của bạn có lỗi.

Chúng tôi hy vọng rằng thời gian ghi đĩa sẽ bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố: chương trình, các chương trình khác, hệ điều hành, phần cứng, v.v.

Khởi động một máy độc lập, chuyên dụng và chạy chương trình diskio.go. Bạn nhận được kết quả gì? Ví dụ, trên máy tính của tôi:

$ go build diskio.go 
$ time ./diskio -size=32 
written: 34359738368B 154333936544ns 34.36GB 154.33s 222.63MB/s 
real 2m35.323s 
user 0m6.418s 
sys  0m41.994s 
$ time ./diskio -size=16 
written: 17179869184B 77901269159ns 17.18GB 77.90s 220.53MB/s 
real 1m18.746s 
user 0m2.849s 
sys  0m21.721s 
$ time ./diskio -size=8 
written: 8589934592B 38940248134ns 8.59GB 38.94s 220.59MB/s 
real 0m39.625s 
user 0m1.719s 
sys  0m12.493s 
$ time ./diskio -size=1 
written: 1073741824B 4738082404ns 1.07GB 4.74s 226.62MB/s 
real 0m4.851s 
user 0m0.069s 
sys  0m0.755s 
$ 

Đúng như dự đoán, ít thời gian là chi tiêu trong chương trình, thời gian hơn là chi tiêu trong các hệ điều hành, rất nhiều thời gian cho việc chờ đợi trên đĩa. Không có sự thay đổi về tốc độ ghi.

diskio.go:

package main 

import (
    "bufio" 
    "flag" 
    "fmt" 
    "os" 
    "time" 
) 

func writeFile(fSize int64) error { 
    fName := `/home/peter/diskio` // test file 
    defer os.Remove(fName) 
    f, err := os.Create(fName) 
    if err != nil { 
     return err 
    } 
    const defaultBufSize = 4096 
    buf := make([]byte, defaultBufSize) 
    buf[len(buf)-1] = '\n' 
    w := bufio.NewWriterSize(f, len(buf)) 

    start := time.Now() 
    written := int64(0) 
    for i := int64(0); i < fSize; i += int64(len(buf)) { 
     nn, err := w.Write(buf) 
     written += int64(nn) 
     if err != nil { 
      return err 
     } 
    } 
    err = w.Flush() 
    if err != nil { 
     return err 
    } 
    err = f.Sync() 
    if err != nil { 
     return err 
    } 
    since := time.Since(start) 

    err = f.Close() 
    if err != nil { 
     return err 
    } 
    fmt.Printf("written: %dB %dns %.2fGB %.2fs %.2fMB/s\n", 
     written, since, 
     float64(written)/1000000000, float64(since)/float64(time.Second), 
     (float64(written)/1000000)/(float64(since)/float64(time.Second)), 
    ) 
    return nil 
} 

var size = flag.Int("size", 8, "file size in GiB") 

func main() { 
    flag.Parse() 
    fSize := int64(*size) * (1024 * 1024 * 1024) 
    err := writeFile(fSize) 
    if err != nil { 
     fmt.Fprintln(os.Stderr, fSize, err) 
    } 
} 

Playground: https://play.golang.org/p/vnjnpgMzsV