IPC性能：命名管道与套接字

每个人似乎都说命名管道比套接字IPC快。他们快多少？我更喜欢使用套接字，因为它们可以进行双向通信，并且非常灵活，但是如果速度很大，则会选择速度而不是灵活性。

我建议您先走一条简单的路，仔细隔离IPC机制，以便可以从套接字更改到管道，但是我肯定会先使用套接字。在预先优化之前，您应该确定IPC性能是一个问题。

而且，如果由于IPC速度而遇到麻烦，我认为您应该考虑切换到共享内存，而不是通过管道传输。

如果要进行某些传输速度测试，则应尝试socat，它是一种非常通用的程序，可让您创建几乎任何类型的隧道。

共享内存解决方案将为您带来最佳结果。

命名管道仅比TCP套接字好16％。

通过IPC基准测试获得结果：

• 系统：Linux（Linux ubuntu 4.4.0 x86_64 i7-6700K 4.00GHz）
• 讯息：128位元组
• 讯息数：1000000

管道基准：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     27367.454 ms
Average duration:   27.319 us
Minimum duration:   5.888 us
Maximum duration:   15763.712 us
Standard deviation: 26.664 us
Message rate:       36539 msg/s

FIFO（命名管道）基准：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     38100.093 ms
Average duration:   38.025 us
Minimum duration:   6.656 us
Maximum duration:   27415.040 us
Standard deviation: 91.614 us
Message rate:       26246 msg/s

Message Queue基准测试：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     14723.159 ms
Average duration:   14.675 us
Minimum duration:   3.840 us
Maximum duration:   17437.184 us
Standard deviation: 53.615 us
Message rate:       67920 msg/s

共享内存基准测试：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     261.650 ms
Average duration:   0.238 us
Minimum duration:   0.000 us
Maximum duration:   10092.032 us
Standard deviation: 22.095 us
Message rate:       3821893 msg/s

TCP套接字基准：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     44477.257 ms
Average duration:   44.391 us
Minimum duration:   11.520 us
Maximum duration:   15863.296 us
Standard deviation: 44.905 us
Message rate:       22483 msg/s

Unix域套接字基准测试：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     24579.846 ms
Average duration:   24.531 us
Minimum duration:   2.560 us
Maximum duration:   15932.928 us
Standard deviation: 37.854 us
Message rate:       40683 msg/s

ZeroMQ基准：

Message size:       128
Message count:      1000000
Total duration:     64872.327 ms
Average duration:   64.808 us
Minimum duration:   23.552 us
Maximum duration:   16443.392 us
Standard deviation: 133.483 us
Message rate:       15414 msg/s

我会同意shodanex，看来您过早地尝试优化尚未出现问题的产品。除非您知道套接字将成为瓶颈，否则我只会使用它们。

许多使用命名管道发誓的人会发现有所节省（取决于其他所有内容的编写情况），但最终导致代码花费大量时间阻止IPC答复，而不是完成有用的工作。当然，非阻塞方案可以帮助实现这一点，但是这些方案可能会很棘手。我可以说，花了数年的时间将旧代码带入了现代时代，在我所看到的大多数情况下，加速几乎是零。

如果您确实认为套接字会降低速度，那么请使用共享内存出门，并特别注意如何使用锁。再次，实际上，您可能会发现速度有所提高，但是请注意，您浪费了一部分等待互斥锁。我不会主张一趟futex的地狱（当然，不是很在2015年的地狱了，这取决于你的经验）。

一磅一磅，套接字是（几乎）始终是在单片内核下进入用户空间IPC的最佳方法，并且（通常）是最容易调试和维护的。

请记住，套接字不一定表示IP（以及TCP或UDP）。您还可以使用UNIX套接字（PF_UNIX），通过与127.0.0.1的连接，可以显着提高性能。

通常，数字比感觉更重要，这里是一些数据： 管道与Unix套接字性能（opendmx.net）。

此基准显示管道的速度相差约12％至15％。

如果您不需要速度，则插座是最简单的方法！

如果您正在寻找速度，那么最快的解决方案是共享内存，而不是命名管道。

对于与命名管道的双向通信：

• 如果进程很少，则可以打开两个方向的两个管道（processA2ProcessB和processB2ProcessA）
• 如果您有许多流程，则可以为每个流程（processAin，processAout，processBin，processBout，processCin，processCout等）打开和打开管道
• 或者您也可以像往常一样进行混合:)

命名管道非常容易实现。

例如，我使用命名管道在C中实现了一个项目，这要归功于基于标准文件输入输出的通信（fopen，fprintf，fscanf ...），它是如此简单和干净（如果考虑在内）。

我什至用Java编写了代码（我正在对其进行序列化和发送对象！）

命名管道有一个缺点：

• 它们不能像套接字一样在多台计算机上扩展，因为它们依赖于文件系统（假设不是共享文件系统）

套接字的一个问题是它们没有刷新缓冲区的方法。有一种叫Nagle的算法，可以收集所有数据并在40毫秒后刷新。因此，如果是响应性而不是带宽，那么使用管道可能会更好。

您可以使用套接字选项TCP_NODELAY禁用Nagle，但是读取端永远不会在一个读取调用中收到两条短消息。

因此，对其进行测试，最终我什么都没有，并在共享内存中使用pthread互斥体和信号量实现了基于内存映射的队列，避免了很多内核系统调用（但是今天它们不再很慢了）。

命名的管道和插座在功能上不相同；套接字提供了更多功能（它们是双向的）。

我们无法告诉您哪种会更好，但是我强烈怀疑这没关系。

Unix域套接字将执行tcp套接字的几乎所有工作，但仅在本地计算机上并且开销（可能有一点）降低。

如果Unix套接字的速度不够快，并且您正在传输大量数据，请考虑在客户端和服务器之间使用共享内存（这在设置时要复杂得多）。

Unix和NT都有“命名管道”，但功能集完全不同。

您可以使用轻量级解决方案，例如ZeroMQ [ zmq / 0mq ]。它非常易于使用，并且比套接字要快得多。