shmget创建的共享内存初始化使用memset慢的原因主要包括几个方面,以及相应的改进方法如下:
原因
缺页中断:当首次访问通过shmget分配的共享内存时,操作系统需要将虚拟内存映射到物理内存。这个过程中,如果物理内存页还未分配,则会产生缺页中断,操作系统需要分配物理页并可能进行零初始化,这会导致延迟。
大量内存操作:memset需要逐字节设置内存,对于大块内存,这是一个耗时的操作。
写时复制(Copy-On-Write, COW):如果共享内存被标记为COW,那么在进行写操作时,操作系统需要先复制这部分内存,然后才能写入,增加了额外的时间开销。
改进方法
分批初始化:不是一次性使用memset初始化整个共享内存,而是将其分成多个小块,按需初始化。这样可以减少初始化时的延迟,并且可以根据实际使用情况,只初始化实际需要使用的内存部分。
预触摸(Pre-touching):通过简单地访问共享内存的每一页,来触发操作系统分配物理内存页的过程。这可以通过一个循环实现,循环步长为系统页面大小(通常是4KB或者更大),每次循环写入一个字节来触发分配。这样做可以避免后续实际使用时产生大量缺页中断。
使用madvise:如果你的应用知道将如何访问这些共享内存(例如,知道会顺序访问),可以使用madvise系统调用来给内核一些提示,以优化内存访问模式。例如,MADV_SEQUENTIAL可以告诉内核你将顺序访问内存,内核可能会采取预读等策略来优化性能。
考虑初始化需求:评估是否真的需要将整个共享内存区域初始化为特定值。有时候,只有部分内存区域需要初始化,或者根本不需要初始化,因为应用程序逻辑会覆盖所有需要使用的区域。
使用更高效的内存操作函数:对于特定的硬件和操作系统,可能存在比memset更高效的内存操作函数或方法。例如,使用SIMD指令手动优化内存操作代码,或者利用特定的库函数。
通过上述方法,可以在一定程度上改善shmget创建的共享内存使用memset初始化时的性能问题。