命名管道性能问题

Posted 2023-02-16

【中文标题】命名管道性能问题

【英文标题】：Named pipes performance issues

【发布时间】：2012-10-16 11:42:05

【问题描述】：

我正在使用命名管道在 C# 和 Delphi 之间进行过程间通信。 C# 使用System.IO.Pipes 包，而Delphi 使用Libby's pipes.pas。不幸的是，通信几乎是高性能的：分析显示通信占用了整个运行时间的 72%，其余用于计算。 我能够找到一个可能占用资源的问题：如果我没有在 Delphi 中显式断开发送客户端的连接，C# 根本不会收到任何数据。

德尔福（发送）

FClient1.Write(msg[1], Length(msg));
FClient1.FlushPipeBuffers;
FClient1.WaitForReply(20);
FClient1.Disconnect;   // disconnect to signalize C# that the writing is finished
FClient1.Connect;      // connect again to prevent synchronization problems

C#（接收）

// Wait for a client to connect
stc.pipeServer.WaitForConnection();
while (reconnect_attempts < MAX_RECONNECT_ATTEMPTS) // 

   string tmp = sr.ReadLine();

   // if result is empty, try again for <MAX_RECONNECT_ATTEMPTS> times
   // so you can eliminate the chance that there's just a single empty request
   while (tmp != null)// && result != tmp)
   
      tmp = sr.ReadLine();
      result += tmp;
   
   // sleep, increment reconnect, write debugging...

stc.pipeServer.Close();

尽管我猜重新连接很昂贵，但我并不完全确定。一个数据流（大约 1 / 11 kb）总共需要 130（11kb 分别为 270ms）（发送和接收）。

我的问题是： 是否有必要强制断开管道以表示客户端已完成写入？就我的观察而言，只有在使用 libby 发送时才有必要。性能不佳还有其他可能的原因吗？提前致谢。

另外，这里的发送和接收反之亦然：

C#（发送）

 stc.pipeClient.Connect();
 StreamWriter sw = new StreamWriter(stc.pipeClient);
 //sw.AutoFlush = true;
 sw.WriteLine(msg);
 sw.Flush();
 stc.pipeClient.WaitForPipeDrain();  // waits for the other end to read all bytes 
 // neither disconnect nor dispose

Delphi（接收）

 SetLength(S, Stream.Size);   Stream.Read(S[1], Length(S));  
 FPipeBuffer := FPipeBuffer + S;    TODO 2 : switch case ID    
// if the XML is complete, i.e. ends with the closing checksum   
if (IsFullMessage()) then
begin
   // end reading, set flag
   FIsPipeReady := true;
end

【问题讨论】：

也许不是断开连接而是尝试发送换行符，以便 C# 端可以处理其Readline(); 调用。

在字符串中添加 #13#10 形式的换行符没有帮助。从外观上看，C# 部分在断开连接之前无法识别任何数据。

究竟是什么吃掉了这 72%？ C#/Delphi 发送/接收？

两边的全管道通信，即C# -> Delphi，反之亦然。

【参考方案1】：

经过大量（手动）分析后，我对这个问题提出了两个见解：

Libby 的管道是一个复杂的野兽。由于它似乎使用了多个线程并且在其使用方面表现出奇怪的行为，因此手动使用 WinApi 毕竟更加方便。此外，实际通信的性能有所提高。换句话说：在这样一个相对简单的 IPC 场景中，libby 的管道似乎比 WinApi 慢。 匿名管道/使用标准输出和标准输入似乎比命名管道更快。

但是，我必须补充一点，我仍然有点困惑，无法判断这是真的还是我在这里计算了错误的数字。

下面是一个简单的例子，展示了在 Delphi 中 WinApi 实现的样子：

// setup pipes, you'll need one for each direction
// init handles with 0
    CreatePipe(ReadPipe1,       // hReadpipe
               WritePipe1,      // hWritePIpe
               @SecurityAttributes,        // Security
               PIPE_SIZE)                  // Size

    // setup Startupinfo
    FillChar(StartupInfo, Sizeof(StartupInfo), 0);
    StartupInfo.cb := Sizeof(StartupInfo);
    StartupInfo.dwFlags := STARTF_USESHOWWINDOW or STARTF_USESTDHANDLES;
    StartupInfo.hStdInput := ReadPipe1;
    StartupInfo.hStdOutput := WritePipe2;
    StartupInfo.wShowWindow :=  SW_HIDE; 

    // CreateProcess [...]

    // read
    Win32Check(
            ReadFile(
                  ReadPipe1,  // source
                  (@outputBuffer[1])^,               // buffer-pointer
                  PIPE_BUFFER_SIZE,                 // size
                  bytesRead,                       // returns bytes actually read
                  nil                             // overlapped on default
                  ));
    // send           
    Win32Check(
            WriteFile(
                WritePipe2,
                (@msg[1])^,         // lpBuffer - workarround to avoid type cast
                NumberOfBytesToWrite,
                bytesWritten,       // lpNumberOfBytesWritten
                nil                 // Overlapped   
                ));                          

【参考方案2】：

也许您可以将命名事件用于 IPC 信令。 当这些是本地的 (TEvent.Create('local\myserver'); 当您需要在不同会话之间进行 IPC（例如客户端应用程序和后台 windows 服务）时，您需要更多权限等（由于 UAC，win7 中无法使用默认全局\？）。 http://docs.embarcadero.com/products/rad_studio/delphiAndcpp2009/HelpUpdate2/EN/html/devwin32/threadswaitingforatasktobecompleted_xml.html

例如：为每个连接创建一个事件（每个连接生成一个名称）。

或者看看一个不同的 IPC 命名管道 + 事件实现： https://micksmix.wordpress.com/2011/06/27/named-pipes-unit-for-delphi/

顺便说一句：你提到你使用了分析，但你不能说什么最耗时？ 你使用了什么样的分析？不是“分析器”之类的 AQtime (http://smartbear.com/products/free-tools/aqtime-standard) 还是 AsmProfiler (http://code.google.com/p/asmprofiler/)？

【讨论】：

注意：提到的“其他”实现使用特殊的开始+结束标记来指示传输的开始或结束（MB_END等）。但是这个实现只是 delphi...

感谢您的快速回复。我已经在使用这个“改进的”pipes.pas，因为 libby 的原始网站甚至不再在线（archive.org 的最后一个条目是从 2010 年开始的）。你有一个如何使用这些令牌的例子吗？源代码并没有太大帮助 - 我无法弄清楚如何使用 TPipeThread（它实现了 MB_*-constants）。

顺便说一下，我使用了 AQtime 和自定义时间测量，在代码中的重要点对时间（毫秒）和 CPU 滴答声进行了协议。 AQtime 无法逐行分析代码。

我对Delphi和C#之间的命名管道做的不多，也许你可以发布一个delphi和C#的小演示应用程序？ (pastebin.com)

【参考方案3】：

简单的改进可能是：首先发送要发送的字节数（以便接收方知道它可以预期多少数据）然后发送数据

【讨论】：

这将如何提高性能？如果我在实际消息之前发送消息的长度，我需要另一个不连接来表示 C# 来读取它。我很确定 System-API 已经使用了缓冲结构。

不，您通常应该不需要断开连接以发出信号！只需先发送字节数，在 C# 中，您读取此数量并读取一个字节数组，直到您拥有相同的数量，因此 C# 知道它何时准备就绪。