IPC性能:命名管道与插座
use*_*745 98 sockets linux performance ipc named-pipes
每个人似乎都说命名管道比插座IPC快.他们快多快了？我更喜欢使用套接字,因为它们可以进行双向通信并且非常灵活,但如果数量相当大,则会选择速度而不是灵活性.
Tim*_*ost 31
我将同意shodanex,看起来你过早地试图优化那些尚未出现问题的东西.除非你知道套接字将成为瓶颈,否则我只是使用它们.
许多发誓命名管道的人都会节省一些钱(取决于其他所有内容的编写方式),但最终会得到的代码花费更多的时间来阻止IPC回复而不是做有用的工作.当然,非阻塞方案对此有所帮助,但这些可能很棘手.我可以说,花费数年时间将旧代码带入现代,在我见过的大多数情况下,加速几乎为零.
如果你真的认为套接字会降低你的速度,那么请使用共享内存走出大门,注意如何使用锁.同样,在所有情况下,您可能会发现一个小的加速,但请注意,您正在浪费其中一部分等待互斥锁.我不会主张一趟futex的地狱(当然,不是很在2015年的地狱了,这取决于你的经验).
英镑,套接字(几乎)总是在单片内核下用户空间IPC的最佳方式..并且(通常)最容易调试和维护.
- 也许在遥远的乌托邦式的未来的某一天，我们将拥有一个全新的，模块化的，现代的内核，它隐式地提供了我们目前在碎玻璃上行走以完成的所有（进程间和其他）功能……但是，嘿。 (2认同)
Yul*_*liy 26
请记住,套接字并不一定意味着IP(以及TCP或UDP).您还可以使用UNIX套接字(PF_UNIX),与连接到127.0.0.1相比,它提供了显着的性能提升
- https://devblogs.microsoft.com/commandline/af_unix-comes-to-windows/更新，Unix套接字现在在Windows 10中可用。 (3认同)
chr*_*xor 20
共享内存解决方案将为您带来最佳结果。
命名管道仅比TCP套接字好16％。
通过IPC基准测试获得结果：
- 系统：Linux（Linux ubuntu 4.4.0 x86_64 i7-6700K 4.00GHz）
- 讯息：128位元组
- 讯息数：1000000
管道基准：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 27367.454 ms
Average duration: 27.319 us
Minimum duration: 5.888 us
Maximum duration: 15763.712 us
Standard deviation: 26.664 us
Message rate: 36539 msg/s
FIFO（命名管道）基准：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 38100.093 ms
Average duration: 38.025 us
Minimum duration: 6.656 us
Maximum duration: 27415.040 us
Standard deviation: 91.614 us
Message rate: 26246 msg/s
Message Queue基准测试：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 14723.159 ms
Average duration: 14.675 us
Minimum duration: 3.840 us
Maximum duration: 17437.184 us
Standard deviation: 53.615 us
Message rate: 67920 msg/s
共享内存基准测试：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 261.650 ms
Average duration: 0.238 us
Minimum duration: 0.000 us
Maximum duration: 10092.032 us
Standard deviation: 22.095 us
Message rate: 3821893 msg/s
TCP套接字基准：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 44477.257 ms
Average duration: 44.391 us
Minimum duration: 11.520 us
Maximum duration: 15863.296 us
Standard deviation: 44.905 us
Message rate: 22483 msg/s
Unix域套接字基准测试：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 24579.846 ms
Average duration: 24.531 us
Minimum duration: 2.560 us
Maximum duration: 15932.928 us
Standard deviation: 37.854 us
Message rate: 40683 msg/s
ZeroMQ基准：
Message size: 128
Message count: 1000000
Total duration: 64872.327 ms
Average duration: 64.808 us
Minimum duration: 23.552 us
Maximum duration: 16443.392 us
Standard deviation: 133.483 us
Message rate: 15414 msg/s
- “只有 16%”:-) 如果您拥有一百万台服务器并且您是支付电费的人，那么 16% 就已经是巨大的数字了。而且，128 字节也小得不切实际。 (3认同)
- 命名管道与简单进程启动和参数传递相比有多少？ (2认同)
我知道这是一个非常旧的线程，但它很重要，所以我想添加我的 0.02 美元。从概念上讲，UDS 对于本地 IPC 来说要快得多。它们不仅速度更快，而且如果您的内存控制器支持 DMA，那么 UDS 几乎不会对您的 CPU 造成任何负载。DMA 控制器只会卸载 CPU 的内存操作。TCP 需要被打包成 MTU 大小的块，如果您没有智能网卡或专用硬件中的 TCP 卸载，则会对 CPU 造成相当大的负载。根据我的经验，UDS 在现代系统上的延迟和吞吐量都快了 5 倍左右。
这些基准测试来自这个简单的基准测试代码。自己尝试一下。它还支持 UDS、管道和 TCP： https: //github.com/rigtorp/ipc-bench
我看到 CPU 核心在 UDS 下由于 DMA 而处于大约 15% 的负载时，正在努力跟上 TCP 模式。请注意，远程 DMA 或 RDMA 在网络中具有相同的优势。
对于与命名管道的双向通信:
- 如果进程很少,可以为两个方向打开两个管道(processA2ProcessB和processB2ProcessA)
- 如果您有许多进程,则可以为每个进程打开和进出管道(processAin,processAout,processBin,processBout,processCin,processCout等)
- 或者你可以像往常一样去混合:)
命名管道很容易实现.
例如,我使用命名管道在C中实现了一个项目,这要归功于基于标准文件输入输出的通信(fopen,fprintf,fscanf ...)它是如此简单和干净(如果这也是一个考虑因素).
我甚至用java编码它们(我正在序列化并通过它们发送对象!)
命名管道有一个缺点:
- 它们不能在多个计算机上扩展,如套接字,因为它们依赖于文件系统(假设共享文件系统不是一个选项)
套接字的一个问题是它们没有办法刷新缓冲区.有一种称为Nagle算法的东西可以收集所有数据并在40ms后刷新它.因此,如果它是响应性而不是带宽,那么使用管道可能会更好.
您可以使用套接字选项TCP_NODELAY禁用Nagle,但是在一次读取调用中,读取端将永远不会收到两条短消息.
所以测试它,我最终没有这个,并在共享内存中使用pthread互斥和信号量实现了基于内存映射的队列,避免了很多内核系统调用(但今天它们不再是非常慢).
- “所以测试一下” <-依靠的话。 (2认同)
命名的管道和插座在功能上不相同；套接字提供了更多功能（它们是双向的）。
我们无法告诉您哪种会更好，但是我强烈怀疑这没关系。
Unix域套接字将执行tcp套接字的几乎所有工作，但仅在本地计算机上并且开销（可能有一点）降低。
如果Unix套接字的速度不够快，并且您正在传输大量数据，请考虑在客户端和服务器之间使用共享内存（这在设置上要复杂得多）。
Unix和NT都有“命名管道”，但功能集完全不同。
- 好吧，如果你打开 2 个管道，那么你也会得到比迪烟的行为。 (2认同)
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