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golangでのディスク書き込みパフォーマンス

次のコードでは、golangのbufioを使用してファイルにメッセージを書き込みます。私のディスクI/O速度は約1000M/sです。不思議なことに、書き込まれるファイルのサイズが20G未満の場合、書き込み速度は1秒あたり約800M〜900Mであり、I/O速度より少し遅くなります。しかし、ファイルサイズが21Gを超えると、書き込み速度は1秒あたり約200Mであり、I/O速度よりはるかに遅いことがわかりました。理由はわかりませんが、誰か助けてくれませんか？ありがとうございました。

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)
}

私は愚かな質問をしたと思います。 Vorsprungの応答で、ここにCコードを示します。そして、C言語でもう一度テストします。 go言語でも同じ結果が得られます。私のテスト結果は次のとおりです。

./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

以下は私のCコードです。

#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;
}

これで、diskio.goのテスト結果がここに表示されます。読みやすい結果をコメントでコメントする方法がわからないので、ここに示します。

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は https://stackoverflow.com/a/47889346/5616809 から来ています

私は答えを得たと思います、テスト結果はディスクバッファの理由によって引き起こされます。 hdparm commendを使用してディスク速度をテストしたところ、次のようになりました。

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

したがって、ファイルサイズが約18166M未満の場合、プログラムがバッファにバイトを書き込んでいる可能性があります。その後、プログラムはディスクに書き込んでいるので、速度は遅くなります。

performancefilegoiofwrite
9
Nature.Li

私はこの質問に対する答えを得ると思います。私のディスクI/O速度は約194M/sであり、ディスクバッファI/Oは約9093M/sであるためです。ただし、ディスクバッファサイズは約18166Mです。したがって、ファイルサイズが20Gより小さい場合、書き込み速度は速くなります。このコマンドを使用して、ディスクI/O速度をテストしました。

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
1
Nature.Li

あなたの問題は再現できません。コードにバグがあります。

ディスクの書き込み時間は、プログラム、他のプログラム、オペレーティングシステム、ハードウェアなど、さまざまな要因の影響を受けると予想されます。

スタンドアロンの専用マシンを起動し、diskio.goプログラムを実行します。どのような結果が得られますか？たとえば、私のマシンでは：

$ 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
$

予想どおり、プログラムに費やされる時間はほとんどなく、オペレーティングシステムにより多くの時間が費やされ、ディスクでの待機に多くの時間が費やされます。書き込み速度に急激な変化はありません。

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)
    }
}

遊び場： https://play.golang.org/p/vnjnpgMzsV

5
peterSO

「2.00秒で18166MB」を読みました。それはあなたのキャッシュのサイズではありません。巨大なキャッシュを備えたディスクがあるかもしれませんが、それ以上は3桁のMB範囲です。

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scaszoo