37、进程间通信（IPC）性能测量与分析

进程间通信（IPC）性能测量与分析

1. 引言

在进程间通信（IPC）中，我们涉及到多种消息传递和同步机制。消息传递类型包括管道（pipes）、先进先出队列（FIFOs）、Posix 消息队列、System V 消息队列、门（doors）和 SunRPC；同步类型有互斥锁和条件变量、读写锁、fcntl 记录锁、Posix 信号量和 System V 信号量。为了能在不同场景下明智地选择合适的 IPC 形式，我们开发了一些简单的程序来测量这些 IPC 类型的性能。

2. 测量指标

在比较不同的消息传递形式时，我们关注两个重要指标：
-带宽：指数据在 IPC 通道中移动的速度。我们通过从一个进程向另一个进程发送大量数据（数百万字节）来测量，同时也针对不同大小的 I/O 操作（例如管道和 FIFO 的读写操作）进行测量，预期随着每次 I/O 操作的数据量增加，带宽也会增加。
-延迟：指一个小的 IPC 消息从一个进程发送到另一个进程并返回所需的时间，我们通过测量一个 1 字节消息的往返时间来确定。

在实际应用中，带宽能告诉我们批量数据通过 IPC 通道传输所需的时间，而延迟则反映了系统处理小控制消息所需的时间，这两个指标都很重要。

3. 同步性能测量

为了测量各种同步形式的性能，我们对一个在共享内存中递增计数器的程序进行了修改，使用多个线程或多个进程来递增计数器。由于递增操作本身很简单，所以所需时间主要取决于同步原语的执行时间。

4. 测量程序基础

本文用于测量各种 IPC