UNIX 域套接字与共享内存（映射文件）

Question

谁能告诉我，与共享内存（或替代内存映射文件）相比，UNIX 域套接字有多慢？

谢谢。

Answer 1

这更多的是设计问题，而不是速度（共享内存更快），域套接字绝对是 UNIX 风格的，并且做的问题要少得多。在选择方面事先知道：

域套接字的优势

• 阻塞和非阻塞模式以及它们之间的切换
• 您不必在任务完成后释放它们

域套接字的缺点

• 必须以线性方式读写

共享内存优势

• 非线性存储
• 永远不会阻止
• 多个程序可以访问它

共享内存的缺点

• 需要锁定实现
• 需要手动释放，即使没有被任何程序使用

这就是我现在能想到的。但是，我每天都会使用域套接字——更不用说重新实现它们来进行分布式计算要容易得多。由于需要安全的设计，共享内存的速度增益将丢失。但是，如果您确切知道自己在做什么，并使用正确的内核调用，您可以通过共享内存实现更快的速度。

Answer 2

在速度方面共享内存绝对是赢家。使用套接字，您将拥有至少两个数据副本——从发送进程到内核缓冲区，然后从内核到接收进程。使用共享内存，延迟将仅受盒子上内核之间的缓存一致性算法的约束。

不过，正如 Kornel 所指出的，处理共享内存更复杂，因为您必须提出自己的同步/信令方案，这可能会增加延迟，具体取决于您走的路线。一定要在共享内存中使用信号量（在 Linux 上用futex 实现）以避免非竞争情况下的系统调用。

Answer 3

两者都是进程间通信 (IPC) 机制。 UNIX 域套接字用于一台主机上的进程之间的通信，类似于在不同主机之间使用 TCP 套接字。 共享内存 (SHM) 是一块内存，您可以在其中放置数据并在进程之间共享。 SHM 通过使用指针为您提供随机访问，可以写入或读取套接字，但您不能倒带或定位。

Answer 4

@Kornel Kisielewicz 的回答是很好的 IMO。只需在此处为套接字添加我自己的结果，而不仅仅是 Unix 域套接字。

共享内存

• 性能非常高。没有带有 RAW 访问数据的副本。肯定是最快的访问。
• 需要同步。复杂情况下的设计并不容易设置。
• 固定大小。 Growing shared memory is doable 但内存必须先取消映射、增长，然后重新映射。
• 信号机制可能很慢，请参阅此处：Boost.Interprocess notify() performance。特别是如果您想在进程之间进行大量交换。信号机制也不太容易设置。

套接字

• 易于设置。
• 可以在不同的机器上使用。
• 无需复杂的同步。
• 如果使用 TCP，大小不是问题。简单的设计，头部包含数据包大小，然后发送数据。
• Ping/Pong 交换速度很快，因为它可以被操作系统视为硬件中断。
• 性能一般：制作了几份数据。
• 与共享内存相比，CPU 消耗较高。如果您经常使用 Socket 调用，它们的成本并不低。

在我的测试中，小块数据（大约 1MByte/秒）的交换显示共享内存没有真正的优势。我什至会说使用 TCP 的 ping/pong 交换更快（由于简单而有效的信号机制）。 但是在交换大量数据（大约 200MBytes/秒）时，我使用套接字的 CPU 消耗为 20%，而使用共享内存的 CPU 消耗为 3%。所以在 CPU 方面共享内存是一个巨大的胜利，因为read 和write 套接字调用并不便宜。

Answer 5

在这种情况下 - 套接字更快。写入共享内存比任何 IPC 都快，但是写入内存映射文件和写入共享内存是完全不同的两件事。

在写入内存映射文件时，您需要将写入共享内存的内容“刷新”到实际的绑定文件（不完全是，正在为您完成刷新），因此您首先将数据复制到共享内存，然后你将它再次复制（刷新）到实际文件中，这是超级膨胀的 - 比任何东西都多，甚至比写入套接字还要多，这样做你一无所获。