LLVM Clang在OS X上产生极慢的输入/输出

Question

问：在OS X上，使用LLVM Clang是否可能提高此代码的IO性能：

test_io.cpp：

#include <iostream>
#include <string>

constexpr int SIZE = 1000*1000;

int main(int argc, const char * argv[]) {
  std::ios_base::sync_with_stdio(false);
  std::cin.tie(nullptr);

  std::string command(argv[1]);
  if (command == "gen") {
    for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
      std::cout << 1000*1000*1000 << " ";
    }
  } else if (command == "read") {
    int x;
    for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
      std::cin >> x;
    }
  }
}

编译：

clang++ -x c++ -lstdc++ -std=c++11 -O2 test_io.cpp -o test_io

基准测试：

> time ./test_io gen | ./test_io read

real    0m2.961s
user    0m3.675s
sys     0m0.012s

除了读取10MB文件需要3秒钟这个令人沮丧的事实外，它比通过Homebrew安装的g++要慢得多：

> gcc-6 -x c++ -lstdc++ -std=c++11 -O2 test_io.cpp -o test_io
> time ./test_io gen | ./test_io read

real    0m0.149s
user    0m0.167s
sys     0m0.040s

我的 clang 版本是 Apple LLVM version 7.0.0 (clang-700.0.72)。从 homebrew 安装的 clang（3.7 和 3.8）也会产生缓慢的 IO。在 Ubuntu 上安装的 clang（3.8）生成快速 IO。但是，Apple LLVM version 8.0.0 会导致 IO 缓慢（有两个人问过）。我对其进行了一些 dtruss 测试（sudo dtruss -c "./test_io gen | ./test_io read"），发现 clang 版本会执行 2686 次 write_nocancel 系统调用，而 gcc 版本则会执行 2079 次 writev 系统调用。这可能指向问题的根源。

- y0prst

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相关问题：http://stackoverflow.com/questions/38624468/clang-fstreams-10x-slower-than-g - Danh

你尝试过使用 -O3 吗？ - Danh

如果你将clang编译版本的输出输入到gcc编译版本中，它仍然非常快，但是如果你将gcc编译版本的输出输入到clang编译版本中，速度就会变慢 - 因此我推断是clang阅读速度较慢。如果您将输出字符从空格更改为“X”，它们都很快，速度大致相同。 - Mark Setchell

Answer 1

问题出在libc++中没有实现sync_with_stdio。

您的命令行clang++ -x c++ -lstdc++ -std=c++11 -O2 test_io.cpp -o test_io未使用libstdc ++，而是将使用libc ++。要强制使用libstdc ++，您需要-stdlib=libstdc++。

如果您已准备好输入文件，则最小示例为：

int main(int argc, const char * argv[]) {
    std::ios_base::sync_with_stdio(false);
    int x;
    for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
      std::cin >> x;
    }
}

时间：

$ clang++ test_io.cpp -o test -O2 -std=c++11  
$  time ./test read < input
real    0m2.802s
user    0m2.780s
sys 0m0.015s
$ clang++ test_io.cpp -o test -O2 -std=c++11  -stdlib=libstdc++
clang: warning: libstdc++ is deprecated; move to libc++
$  time ./test read < input
real    0m0.185s
user    0m0.169s
sys 0m0.012s

- Joky

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sync_with_stdio的lib ++实现位于[src / ios.cpp]（http://llvm.org/svn/llvm-project/libcxx/trunk/src/ios.cpp）的末尾。正如Joky所说，这是一个无操作。 - Alan Green