Системное программирование в среде Windows - [220]

5. Тот факт, что последовательная обработка файлов приводит на однопроцессорных системам к аналогичным результатам, говорит о том, что простейшее решение нередко оказывается и самым лучшим.

Таблица В.З. Показатели производительности программ поисказаданных комбинаций символов

	ЦП	Pentium LT	Celeron LT	Xeon	4×Xeon
	ОС	W2000	XP	W2000	W2000
	Файловая система	NTFS	NTFS	NTFS	NTFS
grepMP	Реальное время	14,72	3,95	10,58	0,63
	Пользовательское время	-	-	-	-
	Системное время	-	-	-	-
grepMT	Реальное время	7,08	3,61	8,09	0,73
	Пользовательское время	0,30	0,41	0,27	2,23
	Системное время	0,09	0,47	0,13	0,28
grepSQ	Реальное время	6,71	3,86	6,71	0,97
	Пользовательское время	-	-	-	-
	Системное время	-	-	-	-

Сортировка файлов

Для тестирования четырех вариантов реализации программ сортировки из главы 5 использовался целевой файл, состоящий из 100 000 записей размером 64 байта каждая (всего 6,4 Мбайт). Вывод отсортированного файла во всех случаях подавлялся, чтобы можно было оценивать только время, необходимое для выполнения собственно сортировки. После этого тестировалась многопоточная сортировка (программа 7.2) файла размером 25 Мбайт, состоящего из 400 000 записей размером 64 байта каждая, с использованием одной, двух и четырех потоков. В каждом отдельном запуске использовался отдельный файл, генерируемый программой RandFile, которая находится в каталоге главы 5. Результаты для разных запусков заметно различались между собой.

1. Программа sortBT (программа 5.1) создает бинарное дерево поиска, требующее выделения минимального объема памяти под каждую запись. Эта программа интенсивно использует процессор.

2. Программа sortFL (программа 5.4) создает отображение файла перед тем, как использовать программу qsort. Тестировалась также программа sortFLSR (доступ к куче подвергался сериализации), однако существенных отличий от предыдущего варианта замечено не было.

3. Текст программы sortHP в книге не приводился. Эта программа предварительно распределяет буфер для файла, а затем сортирует файл, считанный в этот буфер, а не его отображение, как программа sortFL.

4. Программа sortMM (программа 5.5) создает постоянно существующий индексный файл.

5. Программа sortMT (программа 7.2) реализует многопоточную сортировку слиянием. Результаты представлены в строках sortMT1, sortMT2 и sortMT4 в соответствии с количеством параллельных потоков. Результаты могут значительно меняться в зависимости от характера сортируемых данных, хотя размер и случайный характер распределения значений данных сглаживают эти различия, что, как правило, характерно для базового алгоритма быстрой сортировки, который использован для реализации функции qsort библиотеки С.

Комментарии

1. Реализация, использующая алгоритм бинарного дерева (программа sortBT), интенсивно использует процессор; кроме того, память в ней распределяется отдельно для каждой записи.

2. Применение отображения файлов и чтение файла в предварительно выделенный буфер обеспечивают примерно одинаковую производительность, но в этих тестах отображение файлов ничем особенным себя не проявило, а в некоторых случаях даже значительно ухудшало результаты. Вместе с тем, в ряде случаев как sortFL, так и sortHP обеспечивали превосходные результаты.

3. Суммарное пользовательское и системное время иногда превышает истекшее время, даже если используется только один поток.

4. Программа sortMT демонстрирует возможности SMP-систем. В некоторых случаях использование дополнительных потоков приводило к повышению производительности и на однопроцессорных системах.

Таблица В.4. Показатели производительности программ сортировки файлов

	ЦП	Pentium LT	Celeron LT	Xeon	4×Xeon
	ОС	W2000	XP	W2000	W2000
	Файловая система	NTFS	NTFS	NTFS	NTFS
sortBT	Реальное время	-	9,61	-	-
	Пользовательское время	-	1,84	-	-
	Системное время	-	7,44	-	-
sortFL	Реальное время	11,15	0,78	1,74	5,38
	Пользовательское время	4,81	0,41	0,26	5,19
	Системное время	0,15	0,09	0,09	0,02
sortHP	Реальное время	1,76	0,34	1,52	1,30
	Пользовательское время	1,62	0,22	0,15	1,28
	Системное время	0,11	0,05	0,03	0,04
sortMM	Реальное время	0,99	1,44	1,92	1,39
	Пользовательское время	0,31	0,18	0,15	0,38
	Системное время	0,68	0,47	0,36	1,03
sortMT1	Реальное время	3,18	3,58	6,80	0,14
	Пользовательское время	0,01	0,95	0,01	0,05
	Системное время	0,46	0,16	0,16	0,11
sortMT2	Реальное время	2,10	1,22	6,70	0,13
	Пользовательское время	0,01	1,05	0,01	0,02
	Системное время	0,40	0,16	0,16	0,13
sortMT4	Реальное время	2,20	1,49	6,22	0,13
	Пользовательское время	0,01	1,18	0,01	0,12
	Системное время	0,16	0,15	0,16	0,09

Множество потоков, соревнующихся между собой за обладание единственным ресурсом

Целью этой серии тестов являлось сравнение эффективности различных стратегий реализации функций управления очередями программы 10.4 с использованием программы 10.5 (трехступенчатый конвейер) в качестве тестового приложения. Тесты выполнялись на четырехпроцессорной (Intel Xeon, 1 ГГц) системе Windows 2000 Server с организацией 1, 2, 4, 8, 16, 32 и 64 потоков, но во всех семи случаях каждого потока поручалось выполнение 1000 единиц работы. В идеальном случае можно было бы ожидать линейного увеличения реального времени с увеличением количества потоков, но соревновательность между потоками за право владения единственным мьютексом (или объектом CS) может приводить к нелинейному снижению этого показателя). Обратите внимание, что эти тесты не затрагивают файловую систему.