实验二 同步与异步write的效率比较.doc

实验二 同步与异步write的效率比较 一、实验目的掌握unix的文件I/O系统调用二、要求1、实验要求程序必须指定输出的文件名，而该文件是否按同步方式打开，则是可以选择的。因此程序至少带一个，至多两个输入参数。程序默认从标准输入STDIN_FILENO读取输入文件，可以利用shell的输入定向功能选择具体的输入文件。2、系统调用times()的说明#include clock_t times(struct tms *buf);struct tms clock_t tms_utime; /* 记录进程除系统调用外所使用的CPU时间 */ clock_t tms_stime; /* 记录进程的系统调用所使用的CPU时间 */ clock_t tms_cutime; /* 记录子进程除系统调用外所使用的CPU时间 */ clock_t tms_cstime; /* 记录子进程的系统调用所使用的CPU时间 */;times函数的返回值是进程迄今为止的存活时间。所有时间都是以“滴答”为单位的，函数sysconf(_SC_CLK_TCK)可获得所运行系统每秒的滴答数(可参考课本P33)。 三、设计和实现的主要原理、构思、算法、执行过程1、将打开的文件的BUFFSIZE大小的块读入缓冲区，循环执行到全部读完，在每次读的过程中调用write进行写操作。2、在每次写之前调用时间函数测量一次时间，之后再调用一次时间函数测量时间，两次时间差就是write的写时间，将其记录就得到了write写整个文件的时间。3、每次将BUFFSIZE增大两倍，调用lseek函数使文件偏移量在整体读完一次后返回文件头。 四、具体的程序如下#include apue.h#include #include #include #include#include int main(int argc,char *argv) int length,n,dida,size,i,fout,loop; char *buff; clock_t cstart,cend; struct tms sstart,send; float utime,stime,ctime; if(argc!=2&argc!=3) printf(input error!n); exit(-1); if(argc=2) /当有两个参数的时候，即异步执行时 if(fout=open(argv1,O_RDWR | O_CREAT|O_TRUNC,FILE_MODE)0) printf(openerror!n); exit(1); else if(argc=3)/当有三个参数，即同步执行时 if(strcmp(argv2,sync)!=0) /输入非法，第二个参数不是sync printf(inputerror!n); exit(1); else if(fout=open(argv1,O_RDWR |O_CREAT |O_SYNC|O_TRUNC,FILE_MODE)0) printf(openerror!n); exit(1); if(length=lseek(STDIN_FILENO,0,SEEK_END)0) /用lseek计算文件的长度 printf(Lseek error!n); if(lseek(STDIN_FILENO,0,SEEK_SET)=-1) /定位到输入文件的开头 printf(Lseekerror!n); printf(nThe length of file is :%dn,length); if(buff=(char *)malloc(sizeof(char)*length)=NULL) /分配给buff长度为输入文件长度的字节 printf(Malloc errorn); /分配不成功返回 exit(1); if(read(STDIN_FILENO,buff,length)0) /将输入文件读入到buff中 printf(Read errorn); exit(1); printf(BUFFSIZEtUSERttSYSTEMttCLOCKttLOOPn); for(size=1024;size=131072;size*=2) /分配给不同的buff不同的长度 lseek(fout,0,SEEK_SET); /重新将文件定位到开头 cstart=times(&sstart); n=length/size; loop=0; /loop为计算循环的次数 for(i=1;i=n;i+,loop+) if( write(fout,buff+(i-1)*size, size)!=size) /按照不同的size将buff读入到输/出文件中 err_sys(errorwrite!n); if(write(fout,buff+n*size, length%size)!=length%size) /文件的长度不是size的整数/倍时将剩余的输出到文件中 err_sys(errorawrite!n); loop+; cend=times(&send); dida=sysconf(_SC_CLK_TCK); ctime=(float)(cend-cstart);/clock utime=(float)(send.tms_utime -sstart.tms_utime); /usertime stime=(float)(send.tms_stime -sstart.tms_stime); /system time printf(%ldtt%.2ftt%.2ftt%.2ftt%dn,size,utime/dida,stime/dida,ctime/dida,loop); printf(n); （1）计算write耗费的时间为了准确计算write耗费的时间，很重要的就是要避免将read的时间计入，因为I/O操作的时间通常是毫秒级的，不可以忽略。一种有效的方法是，设置一个与输入文件长度相同的缓冲区，一次性地将输入文件读入缓冲区，而后就不必再读输入文件。这样就可以有效避免计入read的时间。（2）设置输入缓冲区时需要知道输入文件的长度。除了使用系统调用stat外，更简单的方法是利用lseek的返回值来获取文件的长度。（3）在对每个给定大小的输出缓冲区计算写文件时间时，应当在开始写之前调用times()，记录下开始时间，然后在整个输入缓冲区都复制到输出文件之后，再调用times()，两次调用times()的时间间隔，就是在这个给定大小的输出缓冲区的限制下，复制整个输入文件所耗费的写时间。至于在每一次写的时候所执行的其他语句，它们相较于I/O操作，所花费的时间极小，可以忽略不计。 五、实验结果输入gcc two.c error2e.c -o two进行编译。再输入./two 1.bmp 4和./two apue.h 4输出。下面是同步执行和异步执行的区别6、 体会建议通过本次实验，我们亲自体会到了异步wri