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.
Комментарии1. 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 0,09Множество потоков, соревнующихся между собой за обладание единственным ресурсом