c - 测量 Unix 域套接字的延迟

Question

我想比较两个进程与另一个 IPC 之间的 Unix 域套接字的性能。

我有一个创建套接字对然后调用 fork 的基本程序。然后，它测量 RTT 以将 8192 字节发送到另一个进程并返回(每次迭代都不同)。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char **argv) {
    int i, pid, sockpair[2];
    char buf[8192];
    struct timespec tp1, tp2;

    assert(argc == 2);

    // Create a socket pair using Unix domain sockets with reliable,
    // in-order data transmission.
    socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sockpair);

    // We then fork to create a child process and then start the benchmark.
    pid = fork();

    if (pid == 0) { // This is the child process.
        for (i = 0; i < atoi(argv[1]); i++) {
            assert(recv(sockpair[1], buf, sizeof(buf), 0) > 0);
            assert(send(sockpair[1], buf, sizeof(buf), 0) > 0);
        }
    } else { // This is the parent process.
        for (i = 0; i < atoi(argv[1]); i++) {
            memset(buf, i, sizeof(buf));
            buf[sizeof(buf) - 1] = '\0';
            assert(clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp1) == 0);
            assert(send(sockpair[0], buf, sizeof(buf), 0) > 0);
            assert(recv(sockpair[0], buf, sizeof(buf), 0) > 0);
            assert(clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp2) == 0);
            printf("%lu ns\n", tp2.tv_nsec - tp1.tv_nsec);
        }
    }

    return 0;
}

但是，我注意到对于每次重复测试，第一次运行 (i = 0) 的运行时间始终是异常值:

79306 ns
18649 ns
19910 ns
19601 ns
...

我想知道内核是否必须在第一次调用 send() 时进行一些最终设置 - 例如，在内核中分配 8192 字节来缓冲 调用之间的数据发送() 和recv()？

Answer 1

不是数据复制需要额外 80 微秒，那会非常慢(仅 100 MB/s)，而是您使用两个进程并且当父进程第一次发送数据时，这些数据需要等待child完成fork并开始执行。

如果你绝对想使用两个进程，你应该先执行另一个方向的发送，这样父进程就可以等待子进程准备好开始发送。

例如: child :

  send();
  recv();
  send();

家长:

  recv();
  gettime();
  send();
  recv();
  gettime();

您还需要意识到，您的测试在很大程度上取决于各种 CPU 内核上的进程布局，如果在同一内核上运行，将导致任务切换。

因此，我强烈建议您进行测量使用单个进程。即使没有民意调查也没有任何东西，你可以这样做前提是您保留适合套接字缓冲区的相当小的 block :

gettime();
send();
recv();
gettime();

您应该首先执行非测量往返以确保分配缓冲区。我很确定您在这里的时间会少得多。