系统调用之时间开销

        ps：写了很长时间，所以转载请著名作者（lancegentry） ！！！还有这句话！！！

        再ps一个：转载注明本空间地址呀！！！http://blog.csdn.net/lancegentry/article/details/8937514

        一个程序使用系统调用的次数会很大程度上影响系统的性能,因为在执行系统时，会从用户代码切换执行内核代码，然后返回用户代码。优化手段就是尽量减少系统调用。一下实验用来验证系统会付出巨大d呃开支，所用时间与电脑配置、所用的系统的内核有关，故在不同的电脑或同一电脑的不同系统上会有一些差异，但是结果一定是相同的。
       本人使用的系统是Mac OS X 10.8.3 。

       1.首先我们建立一个约1Mb的文件(file.in)用于测试。建立代码如下，当然方法有很多这只是其中的一种。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(){FILE*file;file = fopen("file.in", "w");inti = 0xfffff;while (i--) {fprintf(file,"%c",i%26 + 'a');if (i%26 == 0)fprintf(file,"\n");}exit(0);}

    2.然后编译copy_system.c 

#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>int main(){charc;intin, out;in = open("file.in", O_RDONLY);out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);while (read(in,&c,1) == 1)write(out,&c,1);exit(0);}

        上述代码中要注意的是#include <unistd> (unix standard)要放在第一行，因为它定义的POSIX规范的有关标志可能会影响其他的头文件。
        我们可以看一下运行的结果

        这里我们首先看到有一个1.0M的文件file.in。然后喔们编译了copy_system.c，之后使用time命令查看执行时间。

        3.编译copy_system2.c 

#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>#define BLOCK 1024int main(){charblock[BLOCK];intin, out;intnread;in = open("file.in", O_RDONLY);out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);while ((nread = read(in,block,sizeof(block))) > 0)write(out,block,nread);exit(0);}

        这里我们通过复制数据块的方式来减少系统调用（每次复制1K），看看结果（顺道验证刚才文件确实生成了。。。）

       我把上一次的执行也截取了下来以便比较，现在我们可以看到时间差距还是非常明显了，我们这是减少约2000次（2048)的系统调用所节省的时间。并且我们看到这两个程序执行时间的差距还是巨大的。那么是不是越大越好呢？
       为了实验放便我们将 copy_system2.c中的#define BLOCK 1024删除即为下面代码

#include <unistd.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdlib.h>int main(){charblock[BLOCK];intin, out;intnread;in = open("file.in", O_RDONLY);out = open("file.out", O_WRONLY|O_CREAT, S_IRUSR|S_IWUSR);while ((nread = read(in,block,sizeof(block))) > 0)write(out,block,nread);exit(0);}

        这样我们就可以很方便的进行实验了。实验结果如下

这里我们使用 -Dname=value 的命令选项在编译时定义BLOCK变量。因为我使用的是64位系统所以在后期这个时间依旧在有减小的趋势，不过可以看出在256后这个值已经变化很小了。在1024后这些值开始了摆动，并且失去了之前的规律(system time每次减小一倍，2048和4096的数据（倒数第3个和倒数第1个）)。这是因为硬件会限制对底层系统调用一次能读写的数据块大小。

        最后希望大家能从本文中有所收获。2013.05.16   23：00
End