我已经实现了一个小的 IO 类，它可以从不同磁盘上的多个相同文件读取(例如，包含相同文件的两个硬盘)。在顺序情况下，两个磁盘平均读取文件的速度为 60MB/s，但是当我进行交错操作时(例如 4k 磁盘 1、4k 磁盘 2 然后组合)，有效读取速度降低到 40MB/s 而不是增加？

上下文:Win 7 + JDK 7b70、2GB 内存、2.2GB 测试文件。基本上，我尝试以穷人的方式模仿 Win7 的 ReadyBoost 和 RAID x。

在核心中，当向类发出 read() 时，它会创建两个带有指令的可运行程序，以从特定位置和长度读取预先打开的 RandomAccessFile。使用执行程序服务和 Future.get() 调用，当两者都完成时，读取的数据被复制到一个公共(public)缓冲区并返回给调用者。

我的方法是否存在概念错误？ (比如OS的缓存机制会一直抵消？)

protected <T> List<T> waitForAll(List<Future<T>> futures) 
throws MultiIOException {
    MultiIOException mex = null;
    int i = 0;
    List<T> result = new ArrayList<T>(futures.size());
    for (Future<T> f : futures) {
        try {
            result.add(f.get());
        } catch (InterruptedException ex) {
            if (mex == null) {
                mex = new MultiIOException();
            }
            mex.exceptions.add(new ExceptionPair(metrics[i].file, ex));
        } catch (ExecutionException ex) {
            if (mex == null) {
                mex = new MultiIOException();
            }
            mex.exceptions.add(new ExceptionPair(metrics[i].file, ex));
        }
        i++;
    }
    if (mex != null) {
        throw mex;
    }
    return result;
}

public int read(long position, byte[] output, int start, int length) 
throws IOException {
    if (start < 0 || start + length > output.length) {
        throw new IndexOutOfBoundsException(
        String.format("start=%d, length=%d, output=%d", 
        start, length, output.length));
    }
    // compute the fragment sizes and positions
    int result = 0;
    final long[] positions = new long[metrics.length];
    final int[] lengths = new int[metrics.length];
    double speedSum = 0.0;
    double maxValue = 0.0;
    int maxIndex = 0;
    for (int i = 0; i < metrics.length; i++) {
        speedSum += metrics[i].readSpeed;
        if (metrics[i].readSpeed > maxValue) {
            maxValue = metrics[i].readSpeed;
            maxIndex = i;
        }
    }
    // adjust read lengths
    int lengthSum = length;
    for (int i = 0; i < metrics.length; i++) {
        int len = (int)Math.ceil(length * metrics[i].readSpeed / speedSum);
        lengths[i] = (len > lengthSum) ? lengthSum : len;
        lengthSum -= lengths[i];
    }
    if (lengthSum > 0) {
        lengths[maxIndex] += lengthSum;
    }
    // adjust read positions
    long positionDelta = position;
    for (int i = 0; i < metrics.length; i++) {
        positions[i] = positionDelta;
        positionDelta += (long)lengths[i]; 
    }        
    List<Future<byte[]>> futures = new LinkedList<Future<byte[]>>();
    // read in parallel
    for (int i = 0; i < metrics.length; i++) {
        final int j = i;
        futures.add(exec.submit(new Callable<byte[]>() {
            @Override
            public byte[] call() throws Exception {
                byte[] buffer = new byte[lengths[j]];
                long t = System.nanoTime();
                long t0 = t;

                long currPos = metrics[j].handle.getFilePointer();
                metrics[j].handle.seek(positions[j]);
                t = System.nanoTime() - t;
                metrics[j].seekTime = t * 1024.0 * 1024.0 / 
                    Math.abs(currPos - positions[j]) / 1E9 ;

                int c = metrics[j].handle.read(buffer);
                t0 = System.nanoTime() - t0;
                // adjust the read speed if we read something
                if (c > 0) {
                    metrics[j].readSpeed = (alpha * c * 1E9 / t0 / 1024 / 1024
                    + (1 - alpha) * metrics[j].readSpeed) ;
                }
                if (c < 0) {
                    return null;
                } else
                if (c == 0) {
                    return EMPTY_BYTE_ARRAY;
                } else
                if (c < buffer.length) {
                    return Arrays.copyOf(buffer, c);
                }
                return buffer;
            }
        }));
    }
    List<byte[]> data = waitForAll(futures);
    boolean eof = true;
    for (byte[] b : data) {
        if (b != null && b.length > 0) {
            System.arraycopy(b, 0, output, start + result, b.length);
            result += b.length;
            eof = false;
        } else {
            break; // the rest probably reached EOF
        }
    }
    // if there was no data at all, we reached the end of file
    if (eof) {
        return -1;
    }
    sequentialPosition = position + (long)result;

    // evaluate the fastest file to read
    double maxSpeed = 0;
    maxIndex = 0;
    for (int i = 0; i < metrics.length; i++) {
        if (metrics[i].readSpeed > maxSpeed) {
            maxSpeed = metrics[i].readSpeed;
            maxIndex = i;
        }
    }
    fastest = metrics[maxIndex];
    return result;
}

(metrics 数组中的 FileMetrics 包含读取速度的测量值，以自适应地确定各种输入 channel 的缓冲区大小 - 在我的测试中，alpha = 0 和 readSpeed = 1 结果均等分布)

编辑 我运行了一个非纠缠测试(例如，在不同的线程中独立读取两个文件。)我得到了 110MB/s 的组合有效速度。

编辑2 我想我知道为什么会这样。

当我并行和顺序读取时，它不是磁盘的顺序读取，而是由于交错(并且可能充满了分配表查找)而导致的读取-跳过-读取-跳过模式。这基本上将每个磁盘的有效读取速度降低了一半或更差。

最佳答案

如您所说，磁盘上的顺序读取比读取-跳过-读取-跳过模式快得多。硬盘在顺序读取时能够提供高带宽，但寻道时间(延迟)很昂贵。

与其在每个磁盘中存储文件的副本，不如尝试将文件的 block i 存储在磁盘 i (mod 2) 上。这样您就可以按顺序从两个磁盘读取并在内存中重新组合结果。

关于java - 交错并行文件读取比顺序读取慢？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/1367689/