19、网络数据处理中的优化策略与控制开销分析

网络数据处理中的优化策略与控制开销分析

1. 软件工程考虑

在软件开发中，代码优化是提升性能的重要手段，但同时也需要考虑对代码模块化和可维护性的影响。例如代码重构和局部驱动处理等优化方法，虽然能提高性能，但可能会对代码的结构和维护带来挑战。

1.1 代码重构

代码重构最好由编译器完成。比如，对于错误处理代码，可以使用提示信息标注哪些分支更常被执行，这样经过特殊增强的编译器就能对代码进行重构，以提高指令缓存（I-cache）的局部性。相关算法可参考相关资料。

1.2 局部驱动处理

局部驱动处理能在各层之间保持模块化。层间通信需要进行相应改变：
1. 若每层代码通过过程调用将数据包传递给上一层代码，需修改为将数据包添加到上一层的队列中。
2. 当某一层被调用时，它会从其读取队列中取出数据包，直到队列为空。处理完每个数据包后，将其放入下一层的队列中。
这种策略在每层能复用其他层的缓冲区时效果良好，如 UNIX mbufs 的情况。总体而言，代码更改可能并不严重。

2. 直接内存访问（DMA）与编程式 I/O（PIO）

在数据传输中，不同的 I/O 方式对内存带宽的使用有不同影响。

2.1 PIO 的特点

• 数据缓存优势 ：PIO 中数据流经处理器，最终会存入处理器缓存，这有助于防止后续访问时内存带宽的损失。
• 功能集成便利 ：使用 PIO 时，容易集成其他功能，如校验和，而无需适配器硬件实现相同功能。