實驗二 同步與非同步write的效率比較
一：實驗目的
掌握unix的檔案i/o系統呼叫。
二：要求
1. 實驗要求程式必須指定輸出的檔名，而該檔案是否按同步方式開啟，則是可以選擇的。因此程式至少帶乙個，至多兩個輸入引數。程式預設從標準輸入stdin_fileno讀取輸入檔案，可以利用shell的輸入定向功能選擇具體的輸入檔案。
2. 系統呼叫times()的說明
#include
clock_t times(struct tms *buf);
struct tms {
clock_t tms_utime; /* 記錄程序除系統呼叫外所使用的cpu時間 */
clock_t tms_stime; /* 記錄程序的系統呼叫所使用的cpu時間 */
clock_t tms_cutime; /* 記錄子程序除系統呼叫外所使用的cpu時間 */
clock_t tms_cstime; /* 記錄子程序的系統呼叫所使用的cpu時間 */
times函式的返回值是程序迄今為止的存活時間。所有時間都是以「滴答」為單位的，函式sysconf(_sc_clk_tck)可獲得所執行系統每秒的滴答數(參考課本p33)。
三．設計和實現的主要原理、構思、演算法、執行過程。
1. 將開啟的檔案的buffsize大小的塊讀入緩衝區，迴圈執行到全部讀完，在每次讀的過程中呼叫write進行寫操作。
2， 在每次寫之前呼叫時間函式測量一次時間，之後再呼叫一次時間函式測量時間，兩次時間差就是write的寫時間，將其記錄就得到了write寫整個檔案的時間。
3， 每次將buffsize增大兩倍，呼叫lseek函式使檔案偏移量在整體讀完一次後返回檔案頭。
四．具體的程式如下
#include "apue.h"
#include
#include
#include
#include
#include
int main(int argc,char *argv)
int length,n,dida,size,i,fout,loop;
char *buff;
clock_t cstart,cend;
struct tms sstart,send;
float utime,stime,ctime;
if(argc!=2&&argc!=3){
printf("input error!!\n");
exit(-1);
if(argc==2){//當有兩個引數的時候，即非同步執行時
if((fout=open(argv[1],o_rdwr | o_creat|o_trunc,file_mode))<0){
printf("openerror!!!\n");
exit(1);
else if(argc==3){//當有三個引數，即同步執行時
if(strcmp(argv[2],"sync")!=0){//輸入非法，第二個引數不是sync
printf("inputerror!!!\n");
exit(1);
else if((fout=open(argv[1],o_rdwr |o_creat |o_sync|o_trunc,file_mode))<0){
printf("openerror!!!\n");
exit(1);
if((length=lseek(stdin_fileno,0,seek_end))<0){//用lseek計算檔案的長度
printf("lseek error!\n");
if(lseek(stdin_fileno,0,seek_set)==-1)//定位到輸入檔案的開頭
printf("lseekerror!\n");
printf("\nthe length of file is :%d\n",length);
if((buff=(char *)malloc(sizeof(char)*length))==null){//分配給buff長度為輸入檔案長度的位元組
printf("malloc error\n");//分配不成功返回
exit(1);
if(read(stdin_fileno,buff,length)<0){//將輸入檔案讀入到buff中
printf("read error\n");
exit(1);
printf("buffsize\tuser\t\tsystem\t\tclock\t\tloop\n");
for(size=1024;size<=131072;size*=2){//分配給不同的buff不同的長度
lseek(fout,0,seek_set);//重新將檔案定位到開頭
cstart=times(&sstart);
n=length/size;
loop=0;//loop為計算迴圈的次數
for(i=1;i<=n;i++,loop++)
if( write(fout,buff+(i-1)*size, size)!=size)//按照不同的size將buff讀入到輸//出檔案中
err_sys("errorwrite!!!\n");
if(write(fout,buff+n*size, length%size)!=length%size)//檔案的長度不是size的整數//倍時將剩餘的輸出到檔案中
err_sys("errorawrite!!!\n");
loop++;
cend=times(&send);
dida=sysconf(_sc_clk_tck);
ctime=(float)(cend-cstart);//clock
utime=(float)(send.tms_utime -sstart.tms_utime);//usertime
stime=(float)(send.tms_stime -sstart.tms_stime); //system time
printf("%ld\t\t%.2f\t\t%.2f\t\t%.2f\t\t%d\n",size,utime/dida,stime/dida,ctime/dida,loop);
printf("\n");
計算write耗費的時間
為了準確計算write耗費的時間，很重要的就是要避免將read的時間計入，因為i/o操作的時間通常是毫秒級的，不可以忽略。一種有效的方法是，設定乙個與輸入檔案長度相同的緩衝區，一次性地將輸入檔案讀入緩衝區，而後就不必再讀輸入檔案。這樣就可以有效避免計入read的時間。
設定輸入緩衝區時需要知道輸入檔案的長度。除了使用系統呼叫stat外，更簡單的方法是利用lseek的返回值來獲取檔案的長度。
在對每個給定大小的輸出緩衝區計算寫檔案時間時，應當在開始寫之前呼叫times()，記錄下開始時間，然後在整個輸入緩衝區都複製到輸出檔案之後，再呼叫times()，兩次呼叫times()的時間間隔，就是在這個給定大小的輸出緩衝區的限制下，複製整個輸入檔案所耗費的寫時間。至於在每一次寫的時候所執行的其他語句，它們相較於i/o操作，所花費的時間極小，可以忽略不計。
四、實驗結果
輸入gcctimewrite.c error2e.c -o timewrite進行編譯。再輸入./timewrite
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