1. madvise的简介 madvise可以设置内存的分配方式或者说是分配的细节方式。具体参见linux man madvise。
#include
#include
int madvise(caddr_t addr, size_t len, int advice);
madvise() 函数提供了以下标志,这些标志影响 lgroup 之间线程内存的分配方式:
madv_access_default
此标志将指定范围的内核预期访问模式重置为缺省设置。
madv_access_lwp
此标志通知内核,移近指定地址范围的下一个 lwp 就是将要访问此范围次数最多的 lwp。内核将相应地为此范围和 lwp 分配内存和其他资源。
madv_access_many
此标志建议内核,许多进程或 lwp 将在系统内随机访问指定的地址范围。内核将相应地为此范围分配内存和其他资源。
madvise() 函数可以返回以下值:
eagain
指定地址范围(从 addr 到 addr len)中的部分或所有映射均已锁定进行 i/o 操作。
einval
addr 参数的值不是sysconf(3c) 返回的页面大小的倍数,指定地址范围的长度小于或等于零或者建议无效。
eio
读写文件系统时发生 i/o 错误。
enomem
指定地址范围中的地址不在进程的有效地址空间范围内,或者指定地址范围中的地址指定了一个或多个未映射的页面。
estale
nfs 文件句柄过时。
2. mmap和madvise的使用
mmap的作用是将硬盘文件的内容映射到内存中,采用闭链哈希建立的索引文件非常适合利用mmap的方式进行内存映射,利用mmap返回的地址指针就是索引文件在内存中的首地址,这样我们就可以放心大胆的访问这些内容了。
使用过mmap映射文件的同学会发现一个问题,search程序访问对应的内存映射时,处理query的时间会有latecny会陡升,究其原因是因为mmap只是建立了一个逻辑地址,linux的内存分配测试都是采用延迟分配的形式,也就是只有你真正去访问时采用分配物理内存页,并与逻辑地址建立映射,这也就是我们常说的缺页中断。
缺页中断分为两类,一种是内存缺页中断,这种的代表是malloc,利用malloc分配的内存只有在程序访问到得时候,内存才会分配;另外就是硬盘缺页中断,这种中断的代表就是mmap,利用mmap映射后的只是逻辑地址,当我们的程序访问时,内核会将硬盘中的文件内容读进物理内存页中,这里我们就会明白为什么mmap之后,访问内存中的数据延时会陡增。
出现问题解决问题,上述情况出现的原因本质上是mmap映射文件之后,实际并没有加载到内存中,要解决这个文件,需要我们进行索引的预加载,这里就会引出本文讲到的另一函数madvise,这个函数会传入一个地址指针,已经是一个区间长度,madvise会向内核提供一个针对于于地址区间的i/o的建议,内核可能会采纳这个建议,会做一些预读的操作。例如madv_sequential这个就表明顺序预读。
如果感觉这样还不给力,可以采用read操作,从mmap文件的首地址开始到最终位置,顺序的读取一遍,这样可以完全保证mmap后的数据全部load到内存中。
3. 举个栗子
测试时同时运行30个播放程序读取30个不同的mpg文件,程序起初运行画面播放非常流畅,几分钟过后,内存剩下15mb左右时,mmap()就开始不停 的进行页面置换,将新的数据读入内存,老的数据置换出去,这时的磁盘利用率不到1%,但cpu耗在iowait上的时间却有90%多 。
各位大侠我该怎么办,如果不用内存映射还有没有其他的办法处理大文件???
开个4g的swap分区挂上去试试看
或者,把文件分段mmap(),如100m的文件做10次mmap(),并且要求在播放1段完前做好下段准备工作
你挂mmap不释放怎么行.
你mmap一个大文件, 要在这个大文件播放完后才能释放.
要把大文件分小
你可以分段映射试试看,比如一次映射2m,并跟踪程序在这个映射内的使用情况,如果这此映射的数据快用完时,就提前映射下一段.在上一段用完后,就释放掉其映射.
今天又做了一下测试,先映射整个文件,在使用过程中一段一段释放,还是阻塞在iowait,另外挂载4g交换分区的方法也试了,效果更差
在国外论坛上看了些iowait的东东,有很多都说红帽企业版+xeons处理器 磁盘阵列容易发生iowait,和我现在的配置一模一样,用单独的大文件拷贝就能测得出来,明天下个新内核编译一下试试看
问题原因:
调用mmap()时内核只是建立了逻辑地址到物理地址的映射表,并没有映射任何数据到内存。
在你要访问数据时内核会检查数据所在分页是否在内存,如果不在,则发出一次缺页中断,linux默认分页为4k,可以想象读一个将近2g的电影文件要发生多少次中断,i can't bear it!!!
解决办法:
将madvise()和mmap()搭配起来使用,在使用数据前告诉内核这一段数据我要用,将其一次读入内存,现在程序可以并发150个数据流了,每秒最高可读70mb数据