Memory management mmap vs malloc vs calloc性能微基准：期待什么

我创建了一个微基准来比较malloc和mmap的分配性能和RSS使用情况

我的结论是mmap是最快的，除非你真的使用内存。因此，我可能会将其用于人口稀少的数据结构

我的问题是这个结论是否正确，我得出的数字是否有意义（详情见下文）

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
int main（）
{
#定义大小100
无效*已分配[大小]；
大小[大小]；
当时，现在；
memset（已分配，0，sizeof已分配）；
gettimeofday（&then，NULL）；
大小\u t计数=0；
尺寸i=0；
对于（；；）
{
如果（已分配[i]）
{
munmap（分配[i]，大小[i]）；
//自由（分配[i]）；
}
大小[i]=rand（）%40000000+4096；
已分配[i]=
mmap（空，大小[i]，
保护读，保护写，
MAP|u PRIVATE | MAP|u ANONYMOUS
/*|地图|*/
, -1, 0 );
//分配的[i]=malloc（大小[i]）；
//分配的[i]=calloc（1，大小[i]）；
//分配的[i]=calloc（大小[i]，1）；
i=（i+1）%SIZE；
如果（！（++count&0xfff））
{
gettimeofday（&now，NULL）；
double timedelta=now.tv_sec-then.tv_sec+1.e-6*（now.tv_usec-then.tv_usec）；
printf（“%f分配/s\n”，计数/timedelta）；
}
}
}

在我的系统（sandy bridge台式机）上，我得到：

mmap:~900000次分配/秒，RSS~0.5MB，VSIZE~2GB

mmap+MAP_填充：~800分配/秒，RSS和VSIZE~2GB

malloc:~280.000分配/秒，RSS和VSIZE~2GB

calloc:~550分配/秒，RSS和VSIZE~2GB

malloc，malloc\u扰动=1:~260分配/秒，RSS和VSIZE~2GB

我已经“记录”了这一点

mmap+MAP_POPULATE大部分时间都在清除页面（200万次呼叫/秒）中，从uuu mm_POPULATE调用。我猜这将是我必须支付的页面错误税，如果代码实际使用mmap的内存，但是

…malloc（没有malloc_摄动______________________________________________

calloc和malloc与malloc_扰动_将其所有时间都花费在memset中。我理解马洛克。我认为calloc应该将所有页面映射到写页上所有零的副本，但是我的glibc显然没有这样做

---

除了普通mmap之外，其他人都增加了RSS，这让我有点惊讶。我认为malloc和/或calloc只在使用内存时才会这样做。

分配随机大小的缓冲区是不现实的。程序具有特有的访问模式，如果您想知道程序将如何执行，则需要模拟其访问模式。如果您只想知道

malloc

和

mmap

的速度有多快，那么请针对各种固定的分配大小运行此基准测试。@Larsman的观点很好。将mmap更改为使用固定的分配大小不会改变我的系统上的任何内容，但malloc的行为非常不同。malloc'ing 40MB缓冲区的大小仍然为280.000 allocs/s，但没有增长的RSS。malloc'ing 4096字节缓冲区可达到约33.000.000 allocs/s，并且在malloc_扰动_情况下仍能达到4.000.000 allocs/s。这两种方法都比mmap/mmap+MAP更有趣。至少在Linux系统上，

malloc

'ing几十兆字节实际上会导致调用

mmap

，而较小的分配使用自定义分配器。

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/time.h>
int main()
{
#define SIZE 100
  void* allocated[SIZE];
  size_t size[SIZE];
  timeval then, now;
  memset(allocated, 0, sizeof allocated );
  gettimeofday(&then, NULL);
  size_t count = 0;
  size_t i = 0;
  for ( ;; )
  {
    if ( allocated[ i ] )
    {
      munmap( allocated[ i ], size[ i ] );
      //free( allocated[ i ] );
    }
    size[ i ] = rand() % 40000000 + 4096;
    allocated[ i ] =
      mmap( NULL, size[ i ],
          PROT_READ | PROT_WRITE,
          MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS
          /* | MAP_POPULATE */
        , -1, 0 );
    //allocated[ i ] = malloc( size[ i ] );
    //allocated[ i ] = calloc( 1, size[ i ] );
    //allocated[ i ] = calloc( size[ i ], 1 );
    i = (i+1) % SIZE;
    if ( !( ++count & 0xfff ) )
    {
      gettimeofday(&now, NULL);
      double timedelta = now.tv_sec-then.tv_sec + 1.e-6*( now.tv_usec-then.tv_usec );
      printf( "%f allocations/s\n", count/timedelta );
    }
  }
}