c++ - 使用mmap时性能下降

我必须计算一个巨大的nxn矩阵（n>100000），并以某种方式将其存储在内存中以供进一步使用。一个元素的计算是相当昂贵的（只有1000个触发器和内存访问），所以我不能快速计算它。但是我只需要计算一次，以后不需要修改。我也不能假设系统上有足够的交换空间。所以我决定创建一个缓存文件并使用mmap将其映射到内存：

int createCacheFile(std::size_t filesize, std::string const& filename){
    //create empty file
    int fileDescriptor = open(filename.c_str(), O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, (mode_t)0600);
    //stretch to desired size
    lseek(fileDescriptor, filesize-1, SEEK_SET);
    return fileDescriptor;
}

//...
std::size_t n = 100000;
std::size_t fileSize = n*n*sizeof(float);
int fileDescriptor = createCacheFile(filesize,"matrix.cache");
float* memory = (float*) mmap(0, filesize, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fileDescriptor, 0);

//and now fill it...

我想比较性能，尝试了一个小的n=10000，并比较了malloc、mmap和map_anonymous以及上面的实现。对于这个n，矩阵完全适合ram。虽然malloc和map_anonymous给出了非常相似的结果，但是当我的矩阵被一个文件支持时，在计算它时，我得到了大约10倍的惩罚。程序似乎定期被内核停止，以便它可以将内容安全地写入文件。我试图用msync和mprotect来解决这个问题，我已经计算了矩阵的一些部分，给内核一个提示，它可以编写这些部分，而不必停止程序，但没有任何帮助。
有办法解决这个问题吗？

最佳答案

您还可以使用madvise(2)系统调用来通知内核一些不太有用的页面（可能使用MADV_SEQUENTIAL或MADV_DONTNEED…）。也许posix_fadvise(2)系统调用可能对文件段有帮助。最终readahead(2)（在另一个线程中，因为它正在阻塞）可能也会有帮助。
文件可能位于一个快速的文件系统中，可能是一个tmpfs文件系统…
或许在快速磁盘（ssd）上交换也很有用。swapon(2)系统调用（和swapon命令）。

关于c++ - 使用mmap时性能下降，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/19358421/