Linux でのプロセス間の最小遅延通知方法

@Artyom が提供する同じコードを使用しますが、より現代的なハードウェアで使用します。

CPU :i9-9900k 、C/S/P 状態を閉じ、スケーリングポリシーを performance として設定しますこれにより、コアは最大周波数 (~5GHz) で動作し続けます。

OS :カーネル 5.0.21 で Linux にパッチを適用した Preempt-RT 、より優れたリアルタイムパフォーマンスを提供します。

CPU アフィニティ :2 つのプロセス 2 つの分離されたコアで部分的に実行 、無関係なプロセスを遠ざけ、AMSP を中断します。

結果:

セマフォ (sem_wait/sem_post - カーネル - futex):

sleep us     mean             minimum  median      %99
       1     1.75 ±0.1          1.60     1.74     1.82
      10     1.76 ±0.0          1.61     1.75     1.83
     100     2.12 ±0.3          1.59     2.24     2.42
    1000     2.46 ±0.3          1.75     2.47     2.56
   10000     2.45 ±0.1          2.11     2.44     2.54

シグナル (kill/sigwait)

sleep us     mean            minimum   median      %99
       1     2.15 ±0.2          2.00     2.13     2.22
      10     2.12 ±0.2          1.93     2.11     2.19
     100     2.56 ±0.3          2.00     2.67     2.88
    1000     2.90 ±0.3          2.17     2.90     3.01
   10000     2.94 ±0.5          2.66     2.89     3.03

パイプ (パイプ + 書き込み/読み取り)

sleep us     mean            minimum   median      %99
       1     2.05 ±0.2          1.88     2.03     2.15
      10     2.06 ±0.3          1.89     2.04     2.17
     100     2.54 ±0.4          1.88     2.63     2.87
    1000     2.98 ±0.3          2.27     2.98     3.09
   10000     2.98 ±0.3          2.69     2.96     3.07

ソケット (ソケットペア + 書き込み/読み取り)

sleep us     mean            minimum   median      %99
       1     3.11 ±0.4          2.85     3.09     3.22
      10     3.14 ±0.1          2.92     3.14     3.25
     100     3.66 ±0.5          2.92     3.74     4.01
    1000     4.03 ±0.4          3.28     4.03     4.17
   10000     3.99 ±0.4          3.64     3.96     4.10

ビジー待機の参考として:

sleep us     mean            minimum   median      %99
       1     0.07 ±0.1          0.06     0.07     0.07
      10     0.07 ±0.1          0.06     0.07     0.07
     100     0.07 ±0.0          0.06     0.07     0.08
    1000     0.09 ±0.1          0.07     0.08     0.09
   10000     0.09 ±0.1          0.07     0.09     0.09

一般的に... OS のメソッドにほとんど違いはありません。

セットアップ:

<オール>

2 つの異なる CPU にアフィニティを持つ 2 つのプロセス

1 つのプロセスが N マイクロ秒間スリープ (ナノスリープ) し、現在の時刻を測定してから、他のプロセスに通知します。

他のプロセスウェイクが現在の時間を測定し、それをクライアントの時間と比較します。

平均、標準偏差、中央値、パーセンタイル 95 は、100 回の通知のウォームアップ後に 1,000 サンプルで計算されます。

OS:Linux 2.6.35 x86_64

CPU:インテル i5 M460

結果:

セマフォ (sem_wait/sem_post - カーネル - futex):

sleep us     mean             median      %95
       1     4.98 ±18.7         3.78     5.04
      10     4.14 ±14.8         3.54     4.00
     100    20.60 ±29.4        22.96    26.96
    1000    49.42 ±37.6        30.62    78.75
   10000    63.20 ±22.0        68.38    84.38

シグナル (kill/sigwait)

sleep us     mean             median      %95
       1     4.69 ±3.8          4.21     5.39
      10     5.91 ±14.8         4.19     7.45
     100    23.90 ±17.7        23.41    35.90
    1000    47.38 ±28.0        35.27    81.16
   10000    60.80 ±19.9        68.50    82.36

パイプ (パイプ + 書き込み/読み取り)

sleep us     mean             median      %95
       1     3.75 ±5.9          3.46     4.45
      10     4.42 ±3.5          3.84     5.18
     100    23.32 ±25.6        24.17    38.05
    1000    51.17 ±35.3        46.34    74.75
   10000    64.69 ±31.0        67.95    86.80

ソケット (ソケットペア + 書き込み/読み取り)

sleep us     mean             median      %95
       1     6.07 ±3.2          5.55     6.78
      10     7.00 ±7.1          5.51     8.50
     100    27.57 ±14.1        28.39    50.86
    1000    56.75 ±25.7        50.82    88.74
   10000    73.89 ±16.8        77.54    88.46

ビジー待機の参考として:

sleep us     mean             median      %95
       1     0.17 ±0.5          0.13     0.23
      10     0.15 ±0.3          0.13     0.19
     100     0.17 ±0.3          0.16     0.21
    1000     0.22 ±0.1          0.18     0.35
   10000     0.38 ±0.3          0.30     0.78