C++中的HDD基准测试-测量的传输速度太快了

Question

我正在试图开发一个微型基准系统在C++和我有困难的测量硬盘读写速度。更确切地说，我测量到的传输速度是巨大的: 400-600 MB/s的读和1000 MB/s以上的写入。我有一个5400 RPM硬盘驱动器(不是SSD)，真正的读写速度(根据基准测试程序)大约是60 MB/s。

//blockSize is 4096
//my data buffer
char* mydata = (char*)malloc(1*blockSize);

//initialized with random data
srand(time(NULL));
for(int i=0;i<blockSize;i++){
    mydata[i] = rand()%256;
}

double startt, endt, difft;
int times = 10*25000;
int i=0,j=0;
DWORD written;
HANDLE f, g;
DWORD read;

f=CreateFileA(
    "newfolder/myfile.txt",
    GENERIC_WRITE,
    0,
    NULL,
    CREATE_ALWAYS,
    FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
    NULL
    );

if(f==INVALID_HANDLE_VALUE){
    std::cout<<"Error openning for write.";
    return -1;
}

startt = clock();
for(i=0;i<times;i++){
    WriteFile(
    f,
    mydata,
    blockSize,
    &written,
    NULL
    );
}
endt = clock();

difft = 1.0*(endt-startt)/(1.0*CLOCKS_PER_SEC);
std::cout<<"\nWrite time: "<<difft;
std::cout<<"\nWrite speed: "<<1.0*times*blockSize/difft/1024/1024<<" MB/s";

CloseHandle(f);
//------------------------------------------------------------------------------------------------

g=CreateFile("newfolder/myfile.txt",
                GENERIC_READ,
                0,
                NULL,
                OPEN_ALWAYS,
                FILE_ATTRIBUTE_NORMAL,
                NULL
                );
if(g==INVALID_HANDLE_VALUE){
    std::cout<<"Error opening for read.";
    return -1;
}

startt = clock();

for(i=0;i<times;i++){
    ReadFile(
    g,
    mydata,
    blockSize,
    &read,
    NULL
    );
}
endt = clock();
difft = 1.0*(endt-startt)/(1.0*CLOCKS_PER_SEC);
std::cout<<"\nRead time:"<<difft;
std::cout<<"\nRead speed: "<<1.0*times*blockSize/difft/1024/1024<<" MB/s";

CloseHandle(g);

我也尝试使用fopen和fwrite函数，并得到了类似的结果。

我在另一台电脑上运行我的应用程序。写的速度差不多，读的速度仍然很大。

最有趣的是，应用程序实际上在大约2秒内创建了一个1GB文件，相当于500 MB/s的写入速度。

有人知道我做错了什么吗？

Answer 1

从技术上讲，你没做错什么。问题是，每个操作系统都对所有I/O操作使用缓存。HDD本身也缓存一些数据，因此它可以高效地执行这些数据。

这个问题非常特定于平台。您需要以某种方式愚弄缓存。

也许，您应该看看这个库：Bonnie++。你可能会发现它很有用。它是为Unix系统编写的，但是源代码可以揭示一些有用的技术。

在Windows上，基于这一资源，传递给CreateFile函数的附加标志FILE_FLAG_NO_BUFFERING应该足以禁用此文件的缓冲。

引用：

在这种情况下，缓存可以关闭。这是在打开文件时通过将FILE_FLAG_NO_BUFFERING作为CreateFile的dwFlagsAndAttributes参数的值来完成的。当禁用缓存时，所有读和写操作都直接访问物理磁盘。但是，文件元数据可能仍然被缓存。若要将元数据刷新到磁盘，请使用FlushFileBuffers函数。

Answer 2

您正在测量缓存的性能。尝试存储更多的数据，一旦缓存填充，数据应该直接写入磁盘。

Answer 3

我想我已经搞清楚了。

非缓冲文件写入速度取决于WriteFile函数正在写入的数据的大小。实验表明，数据大小越大，写入速度越快。对于大量的数据(>1MB)，它的性能甚至超过了缓冲写入，我可以通过写入大于2GB的数据来测量缓冲写入。

总之，可以通过以下方法精确地测量硬盘的写入速度：

• 使用CreateFile打开文件并设置FILE_FLAG_NO_BUFFERING标志。
• 使用WriteFile一次编写大量数据。