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共有メモリを使用して通信することにより、マルチプロセスアプリケーションを改善しようとしています。簡単なテストでプロファイリングを行っていたところ、奇妙なことが出てきました。SharedMemoryに保存されているデータをコピーしようとすると、MemcopyよりもReadProcessMemoryの方が高速です。

SharedMemoryをそのように使用することは想定されていませんが（共有メモリ内を直接読み取る方がよい）、なぜこれが発生するのか疑問に思っています。さらに調査を進めると、別のことが明らかになりました。同じ共有メモリ領域（実際には同じ領域）で2つの連続したmemcpyを実行すると、2番目のコピーは最初のコピーより2倍高速になります。

これが問題を示すサンプルコードです。この例では、プロセスは1つだけですが、問題はここにあります。共有メモリ領域からmemcpyを実行すると、自分のプロセスで同じ領域のReadProcessMemoryを実行するよりも遅くなります。

#include <tchar.h>
#include <basetsd.h>
#include <iostream>

#include <boost/interprocess/mapped_region.hpp>
#include <boost/interprocess/windows_shared_memory.hpp>
#include <time.h>
namespace bip = boost::interprocess;
#include <boost/asio.hpp>

 bip::windows_shared_memory* AllocateSharedMemory(UINT32 a_UI32_Size)
{
    bip::windows_shared_memory* l_pShm = new bip::windows_shared_memory (bip::create_only, "Global\\testSharedMemory", bip::read_write, a_UI32_Size);
    bip::mapped_region l_region(*l_pShm, bip::read_write);
    std::memset(l_region.get_address(), 1, l_region.get_size());
    return l_pShm;
}

//Copy the shared memory with memcpy
void CopySharedMemory(UINT32 a_UI32_Size)
{
    bip::windows_shared_memory m_shm(bip::open_only, "Global\\testSharedMemory", bip::read_only);
    bip::mapped_region l_region(m_shm, bip::read_only);
    void* l_pData = malloc(a_UI32_Size);
    memcpy(l_pData, l_region.get_address(), a_UI32_Size);
    free(l_pData);
}

//Copy the shared memory with ReadProcessMemory
void ProcessCopySharedMemory(UINT32 a_UI32_Size)
{
    bip::windows_shared_memory m_shm(bip::open_only, "Global\\testSharedMemory", bip::read_only);
    bip::mapped_region l_region(m_shm, bip::read_only);
    void* l_pData = malloc(a_UI32_Size);
    HANDLE hProcess = OpenProcess( PROCESS_ALL_ACCESS, FALSE,(DWORD) GetCurrentProcessId());
    size_t l_szt_CurRemote_Readsize;
    ReadProcessMemory(hProcess,
                      (LPCVOID)((void*)l_region.get_address()),
                      l_pData,
                      a_UI32_Size,
                      (SIZE_T*)&l_szt_CurRemote_Readsize);
    free(l_pData);
}

// do 2 memcpy on the same shared memory
void CopySharedMemory2(UINT32 a_UI32_Size)
{
    bip::windows_shared_memory m_shm(bip::open_only, "Global\\testSharedMemory", bip::read_only);
    bip::mapped_region l_region(m_shm, bip::read_only);
    clock_t begin = clock();
    void* l_pData = malloc(a_UI32_Size);
    memcpy(l_pData, l_region.get_address(), a_UI32_Size);
    clock_t end = clock();
    std::cout << "FirstCopy: " << (end - begin) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC << " ms" << std::endl; 
    free(l_pData);

    begin = clock();
    l_pData = malloc(a_UI32_Size);
    memcpy(l_pData, l_region.get_address(), a_UI32_Size);
    end = clock();
    std::cout << "SecondCopy: " << (end - begin) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC << " ms" << std::endl; 
    free(l_pData);
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    UINT32 l_UI32_Size = 1048576000;
    bip::windows_shared_memory* l_pShm = AllocateSharedMemory(l_UI32_Size);
    clock_t begin = clock();
    for (int i=0; i<10 ; i++)
        CopySharedMemory(l_UI32_Size);
    clock_t end = clock();
    std::cout << "MemCopy: " << (end - begin) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC << " ms" << std::endl; 
    begin = clock();
    for (int i=0; i<10 ; i++)
        ProcessCopySharedMemory(l_UI32_Size);
    end = clock();
    std::cout << "ReadProcessMemory: " << (end - begin) * 1000 / CLOCKS_PER_SEC << " ms" << std::endl; 

    for (int i=0; i<10 ; i++)
        CopySharedMemory2(l_UI32_Size);

    delete l_pShm;
    return 0;
}

そしてここに出力があります：

MemCopy: 8891 ms
ReadProcessMemory: 6068 ms

FirstCopy: 796 ms
SecondCopy: 327 ms
FirstCopy: 795 ms
SecondCopy: 328 ms
FirstCopy: 780 ms
SecondCopy: 344 ms
FirstCopy: 780 ms
SecondCopy: 343 ms
FirstCopy: 780 ms
SecondCopy: 327 ms
FirstCopy: 795 ms
SecondCopy: 343 ms
FirstCopy: 780 ms
SecondCopy: 344 ms
FirstCopy: 796 ms
SecondCopy: 343 ms
FirstCopy: 796 ms
SecondCopy: 327 ms
FirstCopy: 780 ms
SecondCopy: 328 ms

memcpyが非常に遅い理由を誰かが知っていて、この問題の解決策があれば、私はすべての耳です。

ありがとう。

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参考のための答えとしての私のコメント。

メモリの大きなチャンク全体で「memcpy」を使用するには、OSが、コピーされた新しいページごとにプロセス/メモリテーブルをふるいにかける必要があります。次に、「ReadProcessMemory」を使用して、どのプロセスからどのプロセスにどのページをコピーする必要があるかをOSに直接指示します。

この違いは、1つのページでベンチマークを行うと解消され、この一部が確認されました。

「小さい」シナリオで「memcpy」が高速である理由は、「ReadProcessMemory」にユーザーモードからカーネルモードへの追加の切り替えがあるためであると推測できます。一方、Memcpyは、タスクを基盤となるメモリ管理システムにオフロードします。このシステムは、常にプロセスと並行して実行され、ハードウェアによってある程度サポートされます。

于 2012-11-23T14:18:25.470 に答える