多线程文件复制比多核CPU上的单个线程慢得多

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了多线程文件复制比多核CPU上的单个线程慢得多相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

我试图用Python编写一个多线程程序来加速(低于1000).csv文件的复制。多线程代码比顺序方法运行得更慢。我用profile.py定时代码。我相信我一定做错了什么,但我不确定是什么。

环境:

  • 四核CPU。
  • 2个硬盘,一个包含源文件。另一个是目的地。
  • 1000个csv文件,大小从几KB到10 MB不等。

该方法:

我将所有文件路径放在一个队列中,并创建4-8个工作线程从队列中拉出文件路径并复制指定的文件。在任何情况下,多线程代码都不会更快:

  • 顺序复制需要150-160秒
  • 线程副本需要230秒

我假设这是一个I / O绑定任务,因此多线程应该有助于操作速度。

代码:

    import Queue
    import threading
    import cStringIO 
    import os
    import shutil
    import timeit  # time the code exec with gc disable
    import glob    # file wildcards list, glob.glob('*.py')
    import profile # 

    fileQueue = Queue.Queue() # global
    srcPath  = 'C:\\temp'
    destPath = 'D:\\temp'
    tcnt = 0
    ttotal = 0

    def CopyWorker():
        while True:
            fileName = fileQueue.get()
            fileQueue.task_done()
            shutil.copy(fileName, destPath)
            #tcnt += 1
            print 'copied: ', tcnt, ' of ', ttotal

    def threadWorkerCopy(fileNameList):
        print 'threadWorkerCopy: ', len(fileNameList)
        ttotal = len(fileNameList)
        for i in range(4):
            t = threading.Thread(target=CopyWorker)
            t.daemon = True
            t.start()
        for fileName in fileNameList:
            fileQueue.put(fileName)
        fileQueue.join()

    def sequentialCopy(fileNameList):
        #around 160.446 seconds, 152 seconds
        print 'sequentialCopy: ', len(fileNameList)
        cnt = 0
        ctotal = len(fileNameList)
        for fileName in fileNameList:
            shutil.copy(fileName, destPath)
            cnt += 1
            print 'copied: ', cnt, ' of ', ctotal

    def main():
        print 'this is main method'
        fileCount = 0
        fileList = glob.glob(srcPath + '\\' + '*.csv')
        #sequentialCopy(fileList)
        threadWorkerCopy(fileList)

    if __name__ == '__main__':
        profile.run('main()')
答案

当然它比较慢。硬盘驱动器不得不在文件之间不断寻找。您认为多线程会使这项任务更快,这是完全没有道理的。限制速度是指您从磁盘读取数据或将数据写入磁盘的速度,每次从一个文件到另一个文件的搜索都是传输数据所花费的时间。

另一答案

我假设这是一个更多的I / O绑定任务,多线程应该有助于操作速度,我的方法有什么问题?!

是。

  1. 标点符号太多。只有一个。 “?”是合适的。
  2. 你的假设是错误的。多线程有助于CPU绑定(有时)。它永远不会帮助I / O绑定。决不。

进程中的所有线程必须在一个线程执行I / O时等待。

还是协同工作?!

没有。

如果你想做很多I / O,你需要很多进程。

如果要复制1000个文件,则需要许多进程。每个进程都复制一些文件。

另一答案

我想我可以验证它是磁盘I / O情况。我在我的机器上进行了类似的测试,从一个非常快速的网络服务器复制回自身,我看到只使用上面的代码(4个线程)几乎提高了1:1的速度。我的测试是复制4137个文件,总计16.5G:

Sequential copy was 572.033 seconds.
Threaded (4) copy was 180.093 seconds.
Threaded (10) copy was 110.155
Threaded (20) copy was 86.745
Threaded (40) copy was 87.761

正如你所看到的那样,当你进入更高和更高的线程数时会出现一些“衰退”,但是在4个线程中我的速度有了很大的提升。我是一台非常快速的计算机,网络连接非常快,所以我想我可以放心地假设你达到了I / O限制。

那就说,看看我在这里得到的回应:qazxsw poi。我还没有机会尝试这个代码,但gevent可能会更快。

  • 斯宾塞
另一答案

另外,我只是想补充一点,上面的代码有些错误。你应该调用fileQueue.task_done()AFTER shutil.copy(fileName,destPath)..否则最后的文件不会被复制:)

另一答案

存在Python multiprocess/multithreading to speed up file copying应用程序和cpu bounded应用程序,当它的顺序版本是cpu有界时,通常你可以从多线程应用程序获得几乎线性的好处。但是当你受到i / o限制时,你将无法获得任何收益,许多操作系统可以向你显示CPU的“繁忙时间百分比”和“磁盘繁忙时间百分比”,这样你就可以知道你的情况。

但是,由于通常顺序代码不是异步的,您最终获取一个文件,然后等待该文件副本,然后是下一个文件。这样就可以避免操作系统拥有文件列表,并根据表面磁盘位置确定读取请求的优先级。

结论:如果您寻求最大性能,请使用单线程,但使用Async API允许操作系统更好地安排读取请求。

以上是关于多线程文件复制比多核CPU上的单个线程慢得多的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

多进程和多线程

为啥并行多线程代码执行比顺序慢?

python多线程不能利用多核cpu,但有时候多线程确实比单线程快。

为什么python的多线程不能利用多核CPU,但是咱们在写代码的时候,多线程的确是在并发,而且还比单线程快。

“多个单核CPU”与“单个多核CPU”哪种方式性能较强?

在多核CPU下,同一进程下的多个线程可以并行运行吗