文件IO操作开发笔记：使用Cpp的ofstream对磁盘文件存储进行性能测试以及测试工具

Posted 2023-01-11 红胖子(红模仿)

前言

  在做到个别项目对日志要求较高，要求并行写入的数据较多，尽管写入数据的线程放在子线程，仍然会造成界面程序的假死（实际上Qt还是在跑，只是磁盘消耗超过瓶颈，造成假死（注意：控制台还能看到打印输出，linux则能看到打印输出）。
  本篇升级了测试工具，并且测试了ofstream在USB3.0和M.2SSD上的写入性能。

 

版本v1.1.0

  更新版本版本，新增了c++的ofstream写入方式。
  

 

测试工具v1.1.0下载地址

  请自行溯源搜索，发不出

 

使用C++的ofstream测试结果

USB3.0移动硬盘测试结果

   
    

   所以，线程越开越多，在某一个阈值线程数（实际打开操作的文件数）会导致性能大幅下降，而且会持续有多个阈值类似的。

M.2主板上SSD测试结果

    
   

 

使用C++的ofstream（用flush）测试结果

USB3.0移动硬盘测试结果

    
    

M.2主板上SSD测试结果

  
  
  结论：这个明显受到硬盘数据传输的影响。

 

关键代码

void FileIoTestManager::slot_optFileUseCppOfstream(int loopTime, int loopWrite, int dataSize, bool flush)

    QDir dir;
    QString dirPath = QString("%1/%2")
                            .arg(QApplication::applicationDirPath())
                            .arg(QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh_mm_ss_zzz"));
    if(dir.mkpath(dirPath))
    
        message(QString("创建文件夹成功: %1").arg(dirPath));
    else
        message(QString("创建文件夹失败: %1").arg(dirPath));
    

    // 生成数据
    message(QString("生成测试数据,数据长度: %1").arg(dataSize));
    QByteArray byteArray;
    byteArray.append(dataSize, 0xFF);

    message(QString("==========================测试开始=============================="));

    double totalTime = 0;           // 总计时间
    double fileTotalTime = 0;       // 操作单个文件总时间
    double writeFileTime = 0;       // 单个文件单词写入时间

    totalTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch() * 1.0f;

    for(int loopIndex = 0; loopIndex < loopTime; loopIndex++)
    
        QString filePath = QString("%1/%2_%3")
                .arg(dirPath)
                .arg(QDateTime::currentDateTime().toString("hh_mm_ss_zzz"))
                .arg(loopIndex, 6, 10, QChar(\'0\'));
        std::ofstream outFile;
        outFile.open(filePath.toUtf8().constData());
        writeFileTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch();
        for(int writeIndex = 0; writeIndex < loopWrite; writeIndex++)
        
//            message(QString("  第%1次写入文件，写入长度%2字节").arg(writeIndex + 1).arg(dataSize));
            outFile << byteArray.constData();
            if(flush)
            
                outFile.flush();
            
            if(_stop)
            
                outFile.close();
                message(QString("==========================测试手动停止==========================="));
                _stop = false;
                emit signal_finished();
                return;
            
        
        writeFileTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch() - writeFileTime;
        writeFileTime = writeFileTime / loopWrite;
        message(QString("每次写入数据平均耗时(不包含打开关闭文件）: %1ms").arg(writeFileTime));
//        message(QString(" 第%1次关闭文件").arg(loopIndex + 1));
        outFile.close();
    

    message(QString("==========================测试结果=============================="));

    totalTime = QDateTime::currentDateTime().toMSecsSinceEpoch() - totalTime;
    fileTotalTime = totalTime * 1.0f / loopTime;
    message(QString("操作创建文件次数: %1, 单个文件循环写入次数: %2, 每次写入固定数据长度: %3, %4")
            .arg(loopTime)
            .arg(loopWrite)
            .arg(dataSize)
            .arg(flush ? "每次使用flush" : "不使用flush"));
    message(QString("总耗时: %1ms").arg(totalTime));
    message(QString("单个文件循环写入平均总耗时（包括打开关闭文件）: %1ms").arg(fileTotalTime));
    message(QString("每次写入数据平均耗时（包括打开关闭文件: %1ms").arg(fileTotalTime * 1.0f / loopWrite));
    message(QString("==========================测试结束=============================="));

    emit signal_finished();
    return;

 

工程模板v1.1.0

  

 

后续

  会持续补充测试其他方式，ofstream本次测试比QFile的性能还差一些。