转 Linux下pipe使用注意事项
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Linux下pipe使用注意事项作者：Yu Feng原创文章，转载请注明： 转载自Erlang非业余研究本文链接地址: Linux下pipe使用注意事项Linux下的pipe使用非常广泛, shell本身就大量用pipe来粘合生产者和消费者的. 我们的服务器程序通常会用pipe来做线程间的ipc通讯. 由于unix下的任何东西都是文件,只要是文件,在读取的时候,,就会设置last access time, 所以pipe也不例外., 但是这个时间对我们没有意义 如果pipe使用的非常频繁的时候会碰到由于设置访问时间导致的性能问题. 这个开销远比pipe读写的本身开销大. 相比文件读写的开销, atime微不足道,但是对pipe来讲就不同了.这个事情是上次和多隆同学在把玩他的网络框架的时候,无意发现的.我们来分析下pipe的这部分代码://pipe.c:L349static ssize_tpipe_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *_iov, unsigned long nr_segs, loff_t pos){... if (ret > 0) file_accessed(filp); return ret;}我们可以看到在pipe读的时候要设置 file_accessed时间的,接着://fs.h:L1761extern void touch_atime(struct vfsmount *mnt, struct dentry *dentry);static inline void file_accessed(struct file *file){ if (!(file->f_flags & O_NOATIME)) touch_atime(file->f_path.mnt, file->f_path.dentry);}如果文件没设置 O_NOATIME就真正动手设置atime,接着://inode.c:L1493void touch_atime(struct vfsmount *mnt, struct dentry *dentry){ struct inode *inode = dentry->d_inode; struct timespec now; if (inode->i_flags & S_NOATIME) return; if (IS_NOATIME(inode)) return; if ((inode->i_sb->s_flags & MS_NODIRATIME) && S_ISDIR(inode->i_mode)) return; if (mnt->mnt_flags & MNT_NOATIME) return; if ((mnt->mnt_flags & MNT_NODIRATIME) && S_ISDIR(inode->i_mode)) return; now = current_fs_time(inode->i_sb); if (!relatime_need_update(mnt, inode, now)) return; if (timespec_equal(&inode->i_atime, &now)) return; if (mnt_want_write(mnt)) return; inode->i_atime = now; mark_inode_dirty_sync(inode); mnt_drop_write(mnt);}我们可以看出上面的流程还是比较复杂的,开销也很大.我们来演示下:$ cat > pipe_test.c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <assert.h>#include <pthread.h>#include <fcntl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <linux/unistd.h>static int fds[2];static pthread_t rp;static void *rp_entry(void *arg) { char c[1]; while (1 == read(fds[0], c, 1)) { if (*c == 'Q') break; } fprintf(stderr, "pipe read ok\n"); return NULL;}int main(int argc, char *argv[]) { long i, n; int rc; if (argc < 2) { fprintf(stderr, "usage: pipe_test NNNNNN\n"); return -1; } n = atol(argv[1]); pipe(fds); //fcntl(fds[0], F_SETFL, O_NOATIME); pthread_create(&rp, NULL, rp_entry, NULL); fprintf(stderr, "pipe write %ld...", n); for (i = 0; i < n; i++) { write(fds[1], "A", 1); } write(fds[1], "Q", 1); fprintf(stderr, "ok\n"); pthread_join(rp, NULL); close(fds[0]); close(fds[1]); return 0;}CTRL+D$ gcc -D_GNU_SOURCE pipe_test.c -lpthread$ sudo opcontrol --setup --vmlinux=/usr/lib/debug/lib/modules/2.6.18-164.el5/vmlinux$ sudo opcontrol --init && sudo opcontrol --reset && sudo opcontrol --start$ ./a.out 10000000pipe write 10000000...okpipe read ok$ sudo opcontrol --shutdown$ opreport -l|lesssamples % app name symbol name378654 92.7742 vmlinux .text.acpi_processor_idle12978 3.1797 vmlinux current_fs_time2530 0.6199 vmlinux thread_return2345 0.5745 vmlinux touch_atime2253 0.5520 vmlinux .text.acpi_safe_halt1597 0.3913 vmlinux timespec_trunc1368 0.3352 vmlinux file_update_time1253 0.3070 vmlinux __mark_inode_dirty901 0.2208 vmlinux pipe_writev768 0.1882 vmlinux __mutex_lock_slowpath763 0.1869 vmlinux try_to_wake_up270 0.0662 vmlinux copy_user_generic_unrolled254 0.0622 vmlinux acpi_set_register254 0.0622 vmlinux system_call233 0.0571 vmlinux pipe_readv188 0.0461 vmlinux dnotify_parent167 0.0409 vmlinux mutex_unlock...我们可以看到touch_atime的开销很大,远比pipe的读写大.这次把这行注释去掉: fcntl(fds[0], F_SETFL, O_NOATIME); 指示pipe在读的时候不更新atime,看下效果:$ opreport -l|lesssamples % app name symbol name599018 95.2466 vmlinux .text.acpi_processor_idle4140 0.6583 vmlinux .text.acpi_safe_halt3281 0.5217 vmlinux thread_return2812 0.4471 vmlinux current_fs_time2615 0.4158 vmlinux file_update_time1790 0.2846 vmlinux __mutex_lock_slowpath1657 0.2635 vmlinux timespec_trunc1341 0.2132 vmlinux try_to_wake_up1281 0.2037 vmlinux mutex_unlock1080 0.1717 vmlinux mutex_lock1001 0.1592 vmlinux pipe_readv925 0.1471 vmlinux pipe_writev这下看不到touch_atime了,开销省了,对于高性能服务器是很重要的.小结: 细节很重要,记得开文件open的时候设置O_NOATIME或者用fcntl搞定它.祝玩得开心!