爲什麼第一次運行C程序，運行速度慢了10倍

Question

我的C程序使用排序運行速度比其他時間慢10倍。它使用整數文件進行排序，即使我改變了數字，程序仍然運行得更快。當我重新啓動PC時，第一次程序運行速度慢了10倍。我用time來計算時間。

Answer 1

即使不再需要操作系統（這稱爲「緩存」），操作系統會將數據保存在RAM中，因此當程序再次運行時，它會從該處獲取所有數據，並且沒有磁盤I/O。即使您更改數據，該更改也會先發生在RAM中，並且即使在寫入該文件後，它也會保留在那裏。

儘管如此，它並沒有留在RAM中，請注意。如果其他內容需要內存，緩存將被刪除。此時需要進行磁盤訪問（並在此時再次將其緩存到RAM中）。

這就是爲什麼重新啓動後第一次訪問總是很慢;數據還沒有被緩存，因爲它從來沒有從文件中讀取。

Answer 2

你必須做出假設並將它們與現實對抗。你可以合理地做出的第一件事是它聞起來像一個緩存問題！

問自己這些問題：

• 是否在免費RAM我的數據擬合（=我的文件由OS FS高速緩存 ？）
• 難道我的數據，CPU數據緩存適合？

• 我的數據是否適合HDD內部緩存？

  1. 丟棄最容易的假設是FS緩存。在linux下，每次調用您的程序時只需發出sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches。第一個將確保緩存的數據將使其進入物理介質（硬盤驅動器），第二個將從內存中刪除文件系統緩存的內容。

  2. 的「物理介質」可能是硬盤緩存本身，所以要小心......在Linux下你可以，如果你與驅動sda正與命令hdparm -W 0 <device>禁用此「回寫」高速緩衝存儲器，例如，hdparm -W 0 /dev/sda將完成這項工作。您可能需要你與你的測試:)

  3. 另一種假設是CPU緩存結束後重新啓用它，看看How can I do a CPU cache flush in x86 Windows?和How to clear CPU L1 and L2 cache

那麼，它可能或者可能不是其中之一，但它不會傷害嘗試:)

Answer 3

這不是什麼新鮮事，不只是你的程序很多流行的商業軟件都面臨這個問題。

首先檢查這個MATLAB Article about slow fist time execution

在其他編程語言的情況下，運行在如C＃或Java虛擬機，這是很常見的。 http://en.wikipedia.org/wiki/Just-in-time_compilation#Startup_delay_and_optimizations

緩存是在C中發生的一個很好的原因，但仍然是10x是相當長的時間。重新啓動後，系統也可能正在加載其他資源。

您應該在重啓後10分鐘後運行程序以獲得更好的結果。所有的啓動應用程序將在那個時候加載。 （10分鐘----取決於啓動應用程序的數量和需要啓動他們每個人的時間）

Answer 4

如果你的程序做網絡接入那麼這可能是初始延遲的原因。許多網絡協議需要時間來設置。一些例子：

• DNS：如果你的程序沒有任何網絡訪問，機會是它需要主機名解析爲IP地址。第一次至少需要網絡往返才能填充本地緩存。以下要求會更短。網絡文件系統（NFS，CIFS和其他）：打開文件可以通過網絡進行。
• 即使一些看似無害的庫函數也需要網絡訪問：主機的用戶列表可以位於遠程目錄服務器上。

從這個公寓你可以使用一些低級別的追蹤工具，看看時間花在哪裏。在Linux上，基本工具是strace -r。其他系統可能有一些類似的工具。您的編譯器還必須附帶一個分析器（即用於GCC或Valgrind的gprof）。

Answer 5

這是因爲編譯器optimatization的，它的作用是緩存結果爲Temoparal Locality和活動記錄保存，時間也省了，因爲綁定對象DONOT必須鏈接舞臺

Answer 6

有中重新裝入由兩個部分組成測量

如果要從磁盤讀取的文件，並且在存儲器中加載它的時間 - 和排序：

1）時間來讀取文件&存儲它在陣列 2）時間分類

這些是分別測量的嗎？

你能檢查一下嗎？ Invalidating Linux Buffer Cache

而不是重新開始，如果重複實驗並清除緩存給出相同的結果，那麼您可以推斷文件緩衝區緩存效果未被考慮進去。