如何使 CreateFile 尽可能快

Posted 2023-02-25

【中文标题】如何使 CreateFile 尽可能快

【英文标题】：How to make CreateFile as fast as possible

【发布时间】：2011-11-17 20:38:19

【问题描述】：

我需要在启动时读取数千个小文件的内容。在 linux 上，只使用 fopen 和阅读速度非常快。在 Windows 上，这发生得非常缓慢。

我已切换到使用 ReadFileEx 使用重叠 I/O（异步 I/O），当数据准备好读取时，Windows 会执行回调。

但是，实际上对 CreateFile 本身的数千次调用仍然是一个瓶颈。请注意，我提供自己的缓冲区，打开 NO_BUFFERING 标志，提供 SERIAL 提示等。但是，对 CreateFile 的调用需要 10 秒，而在 linux 上一切都完成得更快。

有什么办法可以让这些文件准备好以便更快地阅读？

对 CreateFile 的调用是：

            hFile = CreateFile(szFullFileName,
                GENERIC_READ,
                FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE,
                NULL,
                OPEN_EXISTING,
                FILE_ATTRIBUTE_NORMAL | FILE_FLAG_OVERLAPPED | FILE_FLAG_NO_BUFFERING | FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,
                NULL);

【问题讨论】：

有可能是文件系统的瓶颈，是否可以使用平面文件而不是读取数千个小文件？

Windows 在处理一个目录中的大量文件方面是出了名的糟糕，如果这是您的情况。多线程是一种选择，所以您将有 10 个线程同时进行读取？

你应该看看这个问题***.com/questions/197162/…

嗨，我们有 12,000 个文件，而不是数百万个。我们只关心阅读信息，而不是编写信息。是的，文件系统很可能是瓶颈。不，这些文件并不都在一个目录中，它们分散在大约 300 个目录中。

您是否运行了防病毒软件？您是否尝试过从扫描中排除相关文件夹？

【参考方案1】：

与ntdll.dll 中的内核系统调用NtCreateFile 相比，kernel32.dll 中的CreateFile 有一些额外的开销。这是CreateFile 调用以请求内核打开文件的真正函数。如果您需要打开大量文件，NtOpenFile 将通过避免 Win32 具有的特殊情况和路径转换（无论如何不适用于目录中的一堆文件）来提高效率。

NTSYSAPI NTSTATUS NTAPI NtOpenFile(OUT HANDLE *FileHandle, IN ACCESS_MASK DesiredAccess, IN OBJECT_ATTRIBUTES *ObjectAttributes, OUT IO_STATUS_BLOCK *iostatusBlock, IN ULONG ShareAccess, IN ULONG OpenOptions);

HANDLE Handle;
OBJECT_ATTRIBUTES Oa = 0;
UNICODE_STRING Name_U;
IO_STATUS_BLOCK IoSb;

RtlInitUnicodeString(&Name_U, Name);

Oa.Length = sizeof Oa;
Oa.ObjectName = &Name_U;
Oa.Attributes = CaseInsensitive ? OBJ_CASE_INSENSITIVE : 0;
Oa.RootDirectory = ParentDirectoryHandle;

Status = NtOpenFile(&Handle, FILE_READ_DATA, &Oa, &IoSb, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE | FILE_SHARE_DELETE, FILE_SEQUENTIAL_ONLY);

主要缺点：Microsoft 不支持在用户模式下使用此 API。也就是说，等效函数 is documented for kernel mode use 并且自 1993 年第一次发布 Windows NT 以来没有改变。

NtOpenFile 还允许您打开相对于现有目录句柄（示例中为 ParentDirectoryHandle）的文件，这将减少定位目录时的一些文件系统开销。

最后，正如 Carey Gregory 所说，NTFS 在处理包含大量文件的目录时可能太慢了。

【讨论】：

关于 NTFS “慢”的说法和关于 NtCreateFile 比 CreateFile 快的说法都不是真的——两者都是完全虚构的。除非有人为此发布一些证据，否则我将不得不称之为废话——除了几个 CPU 周期外，这两个函数的夜间行为都相同，并且 NTFS 是一个中等速度的文件系统。

见***.com/questions/197162/…

是的......那没有任何证据。没有数据。

同意，可以使用进程监视器为这两个函数找到matching set of parms。 CreateDirectoryW（同样的事情）做了更多的处理，但是在设置和管理 NTCreatedFIle 的结构时使用的额外开销几乎是相同的效果。

【参考方案2】：

在发布 Create 文件之前，尝试在 MFT 中有效地进行分页。这可以通过发出 FSCTL_ENUM_USN_DATA 来完成。