Linux系统中大文件重定向和管道的效率对比

今天小编要跟大家分享的文章是关于Linux系统中大文件重定向和管道的效率对比。正在从事Linux相关工作的小伙伴们想要了解更多Linux相关知识来和小编一起看一看文章吧！

# 命令1，管道导入shell> cat huge_dump.sql | mysql -uroot;

# 命令2，重定向导入shell> mysql -uroot < huge_dump.sql;

大家先看一下上面二个命令，假如huge_dump.sql文件很大，然后猜测一下哪种导入方式效率会更高一些?

以下来自@阿里褚霸的分享：

这个问题挺有意思的，我的第一反应是：

没比较过，应该是一样的，一个是cat负责打开文件，一个是bash

这种场景在MySQL运维操作里面应该比较多，所以就花了点时间做了个比较和原理上的分析：

我们先构造场景：

首先准备一个程序b.out来模拟mysql对数据的消耗：

t main(int argc, char *argv[]) while(fread(buf, sizeof(buf), 1, stdin) > 0); return 0;}

$ gcc -o b.out b.c$ ls|./b.out

再来写个systemtap脚本用来方便观察程序的行为。

$ cat test.stpfunction should_log(){ return (execname() == "cat" || execname() == "b.out" || execname() == "bash") ;}probe syscall.open, syscall.close, syscall.read, syscall.write, syscall.pipe, syscall.fork, syscall.execve, syscall.dup, syscall.wait4{ if (!should_log()) next; printf("%s -> %s\n", thread_indent(0), probefunc());} probe kernel.function("pipe_read"), kernel.function("pipe_readv"), kernel.function("pipe_write"), kernel.function("pipe_writev"){ if (!should_log()) next; printf("%s -> %s: file ino %d\n", thread_indent(0), probefunc(), __file_ino($filp));}probe begin { println(":~") }

这个脚本重点观察几个系统调用的顺序和pipe的读写情况，然后再准备个419M的大文件huge_dump.sql,在我们几十G内存的机器很容易在内存里放下：

$ sudo dd if=/dev/urandom of=huge_dump.sql bs=4096 count=102400102400+0 records in102400+0 records out419430400 bytes (419 MB) copied, 63.9886 seconds, 6.6 MB/s

因为这个文件是用bufferio写的，所以它的内容都cache在pagecahce内存里面，不会涉及到磁盘。

好了，场景齐全了，我们接着来比较下二种情况下的速度，第一种管道：

# 第一种管道方式$ time (cat huge_dump.sql|./b.out) real 0m0.596suser 0m0.001ssys 0m0.919s # 第二种重定向方式$ time (./b.out <huge_dump.sql) real 0m0.151suser 0m0.000ssys 0m0.147s

从执行时间数看出来速度有3倍左右的差别了，第二种明显快很多。

是不是有点奇怪?好吧我们来从原来上面分析下，还是继续用数据说话：

这次准备个很小的数据文件，方便观察然后在一个窗口运行stap

$ echo hello > huge_dump.sql$ sudo stap test.stp:~ 0 bash(26570): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_write 0 bash(26570): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_write 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_pipe 0 bash(26570): -> sys_pipe 0 bash(26570): -> do_fork 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> do_fork 0 bash(13775): -> sys_close 0 bash(13775): -> sys_read 0 bash(13775): -> pipe_read: file ino 20906911 0 bash(13775): -> pipe_readv: file ino 20906911 0 bash(13776): -> sys_close 0 bash(13776): -> sys_close 0 bash(13776): -> sys_close 0 bash(13776): -> do_execve 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(13775): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_wait4 0 bash(13775): -> sys_close 0 bash(13775): -> sys_close 0 b.out(13776): -> sys_close 0 b.out(13776): -> sys_close 0 bash(13775): -> do_execve 0 b.out(13776): -> sys_open 0 b.out(13776): -> sys_close 0 b.out(13776): -> sys_open 0 b.out(13776): -> sys_read 0 b.out(13776): -> sys_close 0 cat(13775): -> sys_close 0 cat(13775): -> sys_close 0 b.out(13776): -> sys_read 0 b.out(13776): -> pipe_read: file ino 20906910 0 b.out(13776): -> pipe_readv: file ino 20906910 0 cat(13775): -> sys_open 0 cat(13775): -> sys_close 0 cat(13775): -> sys_open 0 cat(13775): -> sys_read 0 cat(13775): -> sys_close 0 cat(13775): -> sys_open 0 cat(13775): -> sys_close 0 cat(13775): -> sys_open 0 cat(13775): -> sys_read 0 cat(13775): -> sys_write 0 cat(13775): -> pipe_write: file ino 20906910 0 cat(13775): -> pipe_writev: file ino 20906910 0 cat(13775): -> sys_read 0 b.out(13776): -> sys_read 0 b.out(13776): -> pipe_read: file ino 20906910 0 b.out(13776): -> pipe_readv: file ino 20906910 0 cat(13775): -> sys_close 0 cat(13775): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_wait4 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_wait4 0 bash(26570): -> sys_write

stap在收集数据了，我们在另外一个窗口运行管道的情况：

$ cat huge_dump.sql|./b.out

我们从systemtap的日志可以看出:

1. bash fork了2个进程。

2. 然后execve分别运行cat 和 b.out进程, 这二个进程用pipe通信。

3. 数据从由cat从 huge_dump.sql读出，写到pipe,然后b.out从pipe读出处理。

那么再看下命令2重定向的情况:

$ ./b.out < huge_dump.sql stap输出： 0 bash(26570): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_write 0 bash(26570): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_write 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_pipe 0 bash(26570): -> do_fork 0 bash(28926): -> sys_close 0 bash(28926): -> sys_read 0 bash(28926): -> pipe_read: file ino 20920902 0 bash(28926): -> pipe_readv: file ino 20920902 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_close 0 bash(26570): -> sys_wait4 0 bash(28926): -> sys_close 0 bash(28926): -> sys_open 0 bash(28926): -> sys_close 0 bash(28926): -> do_execve 0 b.out(28926): -> sys_close 0 b.out(28926): -> sys_close 0 b.out(28926): -> sys_open 0 b.out(28926): -> sys_close 0 b.out(28926): -> sys_open 0 b.out(28926): -> sys_read 0 b.out(28926): -> sys_close 0 b.out(28926): -> sys_read 0 b.out(28926): -> sys_read 0 bash(26570): -> sys_wait4 0 bash(26570): -> sys_write 0 bash(26570): -> sys_read

1. bash fork了一个进程，打开数据文件。

2. 然后把文件句柄搞到0句柄上，这个进程execve运行b.out。

3. 然后b.out直接读取数据。

现在就非常清楚为什么二种场景速度有3倍的差别：

命令1，管道方式： 读二次，写一次,外加一个进程上下文切换。

命令2，重定向方式：只读一次。

结论：Linux下大文件重定向效率更高。

以上就是小编今天为大家分享的关于Linux系统中大文件重定向和管道的效率对比的文章，希望本篇文章能够对正在从事Linux相关工作的小伙伴们有所帮助。想要了解更多Linux相关知识记得关注达内Linux培训官网。最后祝愿小伙伴们工作顺利！

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