使用mmap()和使用 read()write()实现文件拷贝的对比

最近上课老师说了这样一句话:mmap()内存映射可以实现文件的拷贝，并且速度明显快于一般的文件拷贝，于是

我试着实现了两种文件拷贝所花费时
间的比较，首先看代码：

#include <sys/types.h>

#include
<sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include
<unistd.h>

#include <sys/mman.h>

#include
<stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include
<sys/time.h>

#include <string.h>

#define
BUFFER_SIZE 1

void my_copy1()

{

int fin,fout;

void *start;

void *end;

struct stat sb;

if((fin =
open("file.in",O_RDONLY)) < 0){

perror("open error");

exit(EXIT_FAILURE);

}

if((fout = open(
"file.out",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,00600)) < 0 ){

perror( "write error" );

exit( EXIT_FAILURE );

}

fstat(fin,&sb);

if(lseek(fout,sb.st_size-1,SEEK_SET) < 0 ){

exit(EXIT_FAILURE);

}

if(write(fout, &sb,1) != 1 ){

exit(EXIT_FAILURE);

}

start =
mmap(NULL,sb.st_size,PROT_READ,MAP_PRIVATE,fin,0);

if(start ==
MAP_FAILED)

return;

end =
mmap(0,(size_t)sb.st_size,PROT_WRITE,MAP_SHARED,fout,0);

if(end
== MAP_FAILED){

perror( "mmap target" );

exit(
EXIT_FAILURE );

}

memcpy(end,start,(size_t)sb.st_size);

munmap(start,sb.st_size);
//关闭映射

close(fin);

close(fout);

return;

}

void
my_copy2()

{

int fin,fout;

int bytes_read,bytes_write;

char buffer[BUFFER_SIZE];

char *ptr;

if((fin =
open("file.in",O_RDONLY)) < 0){

perror("open error");

exit(EXIT_FAILURE);

}

if((fout = open(
"file.out",O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC,00700)) < 0 ){

perror( "write error" );

exit( EXIT_FAILURE );

}

while(bytes_read=read(fin,buffer,BUFFER_SIZE)){

if((bytes_read==-1)&&(errno!=EINTR))

break;

else if(bytes_read>0){

ptr=buffer;

while(bytes_write=write(fout,ptr,bytes_read)){

if((bytes_write==-1)&&(errno!=EINTR))

break;

else if(bytes_write==bytes_read)

break;

else if(bytes_write>0){

ptr+=bytes_write;

bytes_read-=bytes_write;

}

}

if(bytes_write==-1)

break;

}

}

close(fin);

close(fout);

return;

}

main()

{

struct timeval tv;

struct timezone tz;

int
time_start,time_end;

gettimeofday(&tv,&tz);

time_start = (int)tv.tv_usec;

my_copy1();

printf("/ndone./n/n");

gettimeofday(&tv,&tz);

time_end = (int)tv.tv_usec;

printf("using /"mmap()/" to copy
costs %d microseconds /n",time_end-time_start);

gettimeofday(&tv,&tz);

time_start = (int)tv.tv_usec;

my_copy2();

gettimeofday(&tv,&tz);

time_end =
(int)tv.tv_usec;

printf("using /"read() and write()/" to copy
costs %d microseconds /n",time_end-time_start);

}

代码不是很难，中
间使用了一些LinuxC的一些函数，不懂的可以自己查阅相关资料。我现在主要使想就两种

不同的拷贝的实现在所花费的时间上的一些比较以及的出我
自己的一些观点，调试程序时可以将BUFFER_SIZE

随意更改一个数字，表示的是使用read函数从文件中一次读取的字符个数。当然，强调了
这个必然有原因。

如果BUFFER_SIZE很小的话，最终的结果差别很大。比如我的

BUFFER_SIZE=1时我的运行结果如下：

zhou@zhou:~/LinuxC/file/mmcopy$
./mmap

done.

using "mmap()" to copy costs 591
microseconds

using "read() and write()" to copy costs 505337
microseconds

zhou@zhou:~/LinuxC/file/mmcopy$

两个完全不是一个数量级的。下面换个数字

BUFFER_SIZE=10000
时我的运行情况如下：

zhou@zhou:~/LinuxC/file/mmcopy$ ./mmap

done.

using
"mmap()" to copy costs 594 microseconds

using "read() and write()"
to copy costs 585 microseconds

zhou@zhou:~/LinuxC/file/mmcopy$

这
时两个的消耗时间很接近，可以想象。如果BUFFER_SIZE定义的很大的话，那么read()write()方法将会

非常快，但是。如果你要
拷贝的文件很小呢，加入只有100字节，但是你却每次申请10000个字节，这样岂不

是很浪费内存。这也就是mmap()的优势，不仅没有浪费内
存，而且速度相当的快。

话题一转，这是为什么呢，我的理解使这样的：mmap首先将要拷贝的文件的内容全部映射到内存，然后写到目

的文
件，总共的磁盘操作就两次，而read()write()不同，会根据你的BUFFER_SIZE定义的，然后会执行

(文件内容的总的字节数
/BUFFER_SIZE)*2 次的磁盘操作，因此在这上面浪费了大量的时间。所以了

好的，就这么多了，如果有什么问题可以直接留言，
互相讨论，谢谢