Cerco un buon modo per copiare un file (binario o di testo). Ho scritto diversi esempi, tutti lavorano. Ma voglio sentire l'opinione dei programmatori esperti.
Mi mancano buoni esempi e cerco un modo che funzioni con C ++.
ANSI-C-WAY
#include <iostream>
#include <cstdio> // fopen, fclose, fread, fwrite, BUFSIZ
#include <ctime>
using namespace std;
int main() {
clock_t start, end;
start = clock();
// BUFSIZE default is 8192 bytes
// BUFSIZE of 1 means one chareter at time
// good values should fit to blocksize, like 1024 or 4096
// higher values reduce number of system calls
// size_t BUFFER_SIZE = 4096;
char buf[BUFSIZ];
size_t size;
FILE* source = fopen("from.ogv", "rb");
FILE* dest = fopen("to.ogv", "wb");
// clean and more secure
// feof(FILE* stream) returns non-zero if the end of file indicator for stream is set
while (size = fread(buf, 1, BUFSIZ, source)) {
fwrite(buf, 1, size, dest);
}
fclose(source);
fclose(dest);
end = clock();
cout << "CLOCKS_PER_SEC " << CLOCKS_PER_SEC << "\n";
cout << "CPU-TIME START " << start << "\n";
cout << "CPU-TIME END " << end << "\n";
cout << "CPU-TIME END - START " << end - start << "\n";
cout << "TIME(SEC) " << static_cast<double>(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "\n";
return 0;
}
POSIX-WAY (K&R lo usa in "Il linguaggio di programmazione C", più basso livello)
#include <iostream>
#include <fcntl.h> // open
#include <unistd.h> // read, write, close
#include <cstdio> // BUFSIZ
#include <ctime>
using namespace std;
int main() {
clock_t start, end;
start = clock();
// BUFSIZE defaults to 8192
// BUFSIZE of 1 means one chareter at time
// good values should fit to blocksize, like 1024 or 4096
// higher values reduce number of system calls
// size_t BUFFER_SIZE = 4096;
char buf[BUFSIZ];
size_t size;
int source = open("from.ogv", O_RDONLY, 0);
int dest = open("to.ogv", O_WRONLY | O_CREAT /*| O_TRUNC/**/, 0644);
while ((size = read(source, buf, BUFSIZ)) > 0) {
write(dest, buf, size);
}
close(source);
close(dest);
end = clock();
cout << "CLOCKS_PER_SEC " << CLOCKS_PER_SEC << "\n";
cout << "CPU-TIME START " << start << "\n";
cout << "CPU-TIME END " << end << "\n";
cout << "CPU-TIME END - START " << end - start << "\n";
cout << "TIME(SEC) " << static_cast<double>(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "\n";
return 0;
}
KISS-C ++ - Streambuffer-WAY
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <ctime>
using namespace std;
int main() {
clock_t start, end;
start = clock();
ifstream source("from.ogv", ios::binary);
ofstream dest("to.ogv", ios::binary);
dest << source.rdbuf();
source.close();
dest.close();
end = clock();
cout << "CLOCKS_PER_SEC " << CLOCKS_PER_SEC << "\n";
cout << "CPU-TIME START " << start << "\n";
cout << "CPU-TIME END " << end << "\n";
cout << "CPU-TIME END - START " << end - start << "\n";
cout << "TIME(SEC) " << static_cast<double>(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "\n";
return 0;
}
COPIA-ALGORITMO-C ++ - WAY
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <ctime>
#include <algorithm>
#include <iterator>
using namespace std;
int main() {
clock_t start, end;
start = clock();
ifstream source("from.ogv", ios::binary);
ofstream dest("to.ogv", ios::binary);
istreambuf_iterator<char> begin_source(source);
istreambuf_iterator<char> end_source;
ostreambuf_iterator<char> begin_dest(dest);
copy(begin_source, end_source, begin_dest);
source.close();
dest.close();
end = clock();
cout << "CLOCKS_PER_SEC " << CLOCKS_PER_SEC << "\n";
cout << "CPU-TIME START " << start << "\n";
cout << "CPU-TIME END " << end << "\n";
cout << "CPU-TIME END - START " << end - start << "\n";
cout << "TIME(SEC) " << static_cast<double>(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "\n";
return 0;
}
OWN-BUFFER-C ++ - WAY
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <ctime>
using namespace std;
int main() {
clock_t start, end;
start = clock();
ifstream source("from.ogv", ios::binary);
ofstream dest("to.ogv", ios::binary);
// file size
source.seekg(0, ios::end);
ifstream::pos_type size = source.tellg();
source.seekg(0);
// allocate memory for buffer
char* buffer = new char[size];
// copy file
source.read(buffer, size);
dest.write(buffer, size);
// clean up
delete[] buffer;
source.close();
dest.close();
end = clock();
cout << "CLOCKS_PER_SEC " << CLOCKS_PER_SEC << "\n";
cout << "CPU-TIME START " << start << "\n";
cout << "CPU-TIME END " << end << "\n";
cout << "CPU-TIME END - START " << end - start << "\n";
cout << "TIME(SEC) " << static_cast<double>(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "\n";
return 0;
}
LINUX-WAY // richiede kernel> = 2.6.33
#include <iostream>
#include <sys/sendfile.h> // sendfile
#include <fcntl.h> // open
#include <unistd.h> // close
#include <sys/stat.h> // fstat
#include <sys/types.h> // fstat
#include <ctime>
using namespace std;
int main() {
clock_t start, end;
start = clock();
int source = open("from.ogv", O_RDONLY, 0);
int dest = open("to.ogv", O_WRONLY | O_CREAT /*| O_TRUNC/**/, 0644);
// struct required, rationale: function stat() exists also
struct stat stat_source;
fstat(source, &stat_source);
sendfile(dest, source, 0, stat_source.st_size);
close(source);
close(dest);
end = clock();
cout << "CLOCKS_PER_SEC " << CLOCKS_PER_SEC << "\n";
cout << "CPU-TIME START " << start << "\n";
cout << "CPU-TIME END " << end << "\n";
cout << "CPU-TIME END - START " << end - start << "\n";
cout << "TIME(SEC) " << static_cast<double>(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "\n";
return 0;
}
Ambiente
- GNU / LINUX (Archlinux)
- Kernel 3.3
- GLIBC-2.15, LIBSTDC ++ 4.7 (GCC-LIBS), GCC 4.7, Coreutils 8.16
- Utilizzo di RUNLEVEL 3 (multiutente, rete, terminale, nessuna GUI)
- INTEL SSD-Postville 80 GB, riempito fino al 50%
- Copia un file OGG-VIDEO-FILE da 270 MB
I passaggi per riprodurre
1. $ rm from.ogg
2. $ reboot # kernel and filesystem buffers are in regular
3. $ (time ./program) &>> report.txt # executes program, redirects output of program and append to file
4. $ sha256sum *.ogv # checksum
5. $ rm to.ogg # remove copy, but no sync, kernel and fileystem buffers are used
6. $ (time ./program) &>> report.txt # executes program, redirects output of program and append to file
Risultati (tempo CPU utilizzato)
Program Description UNBUFFERED|BUFFERED
ANSI C (fread/frwite) 490,000|260,000
POSIX (K&R, read/write) 450,000|230,000
FSTREAM (KISS, Streambuffer) 500,000|270,000
FSTREAM (Algorithm, copy) 500,000|270,000
FSTREAM (OWN-BUFFER) 500,000|340,000
SENDFILE (native LINUX, sendfile) 410,000|200,000
La dimensione del file non cambia.
sha256sum stampa gli stessi risultati.
Il file video è ancora riproducibile.
Domande
- Quale metodo preferiresti?
- Conosci soluzioni migliori?
- Vedi errori nel mio codice?
Conosci un motivo per evitare una soluzione?
FSTREAM (KISS, Streambuffer)
Mi piace molto questo, perché è davvero breve e semplice. Per quanto ne so l'operatore << è sovraccarico per rdbuf () e non converte nulla. Corretta?
Grazie
Aggiornamento 1
Ho modificato la fonte in tutti gli esempi in quel modo, che l'apertura e la chiusura dei descrittori di file è inclusa nella misurazione di clock () . Non ci sono altri cambiamenti significativi nel codice sorgente. I risultati non sono cambiati! Ho anche usato il tempo per ricontrollare i miei risultati.
Esempio di aggiornamento 2 ANSI C modificato: la condizione del ciclo while non chiama più feof () invece ho spostato fread () nella condizione. Sembra che il codice funzioni ora 10.000 orologi più velocemente.
La misurazione è cambiata: i risultati precedenti erano sempre bufferizzati, perché ho ripetuto la vecchia riga di comando rm to.ogv && sync && time ./program per ciascun programma alcune volte. Ora riavvio il sistema per ogni programma. I risultati senza buffer sono nuovi e non mostrano alcuna sorpresa. I risultati senza buffer non sono cambiati davvero.
Se non elimino la vecchia copia, i programmi reagiscono in modo diverso. La sovrascrittura di un file esistente memorizzato nel buffer è più veloce con POSIX e SENDFILE, tutti gli altri programmi sono più lenti. Forse le opzioni troncate o create hanno un impatto su questo comportamento. Ma sovrascrivere i file esistenti con la stessa copia non è un caso d'uso reale.
L'esecuzione della copia con cp richiede 0,44 secondi senza buffer e 0,30 secondi con buffer. Quindi cp è un po 'più lento dell'esempio POSIX. Mi sta bene.
Forse aggiungo anche campioni e risultati di mmap () e copy_file()da boost :: filesystem.
Aggiornamento 3
L'ho inserito anche in una pagina del blog e l'ho esteso un po '. Incluso splice () , che è una funzione di basso livello del kernel Linux. Forse seguiranno altri esempi con Java.
http://www.ttyhoney.com/blog/?page_id=69
#include <copyfile.h> copyfile(const char *from, const char *to, copyfile_state_t state, copyfile_flags_t flags);
fstreamsicuramente è una buona opzione per le operazioni sui file.