*더 큰* 사전 할당된 파일에 동일한 데이터를 쓰는 것이 더 느린 이유는 무엇입니까?

4 * 4KB 청크를 파일에 쓰고 있습니다. 4개 블록 대신 9개 블록으로 파일을 미리 할당 하면 fallocate()항상 약 50% 느려집니다. 왜?

사전 할당된 블록 8과 9 사이에 컷오프가 있는 것 같습니다. 또한 첫 번째 및 두 번째 블록 쓰기가 항상 느린 이유도 궁금합니다.

이 테스트는 제가 사용하고 있는 일부 파일 복사 코드에서 가져왔습니다. 에서 영감을 받다이 질문은ddO_DSYNC, 디스크 쓰기의 실제 진행 상황을 측정할 수 있도록 쓰기를 사용하고 있습니다 . (완전한 아이디어는 최소 대기 시간을 측정하기 위해 작은 청크 복제를 시작한 다음 적응적으로 청크 크기를 늘려 처리량을 늘리는 것입니다.)

저는 회전하는 하드 드라이브가 있는 노트북에서 Fedora 28을 테스트하고 있습니다. 이전 버전의 Fedora에서 업그레이드되었으므로 파일 시스템이 완전히 새로운 것은 아닙니다. 나는 파일 시스템 기본값을 조작한 적이 없다고 생각합니다.

• 커널: 4.17.19-200.fc28.x86_64
• 파일 시스템: ext4, LVM.
• 마운트 옵션: rw, relatime, seclabel
• 필드tune2fs -l
  • 기본 마운트 옵션: user_xattr acl
  • 파일 시스템 기능: has_journal ext_attr resize_inode dir_index 파일 유형 need_recovery 범위 64비트 flex_bg sparse_extra 대용량 파일 huge_file dir_nlink extra_isize
  • 파일 시스템 플래그: signed_directory_hash
  • 블록 크기: 4096
  • 무료 블록: 7866091

시간 출처 strace -s3 -T test-program.py:

openat(AT_FDCWD, "out.tmp", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC|O_DSYNC|O_CLOEXEC, 0777) = 3 <0.000048>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.036378>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033380>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033359>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033399>
close(3)                                = 0 <0.000033>
openat(AT_FDCWD, "out.tmp", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC|O_DSYNC|O_CLOEXEC, 0777) = 3 <0.000110>
fallocate(3, 0, 0, 16384)               = 0 <0.016467>
fsync(3)                                = 0 <0.000201>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033062>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.013806>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.008324>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.008346>
close(3)                                = 0 <0.000025>
openat(AT_FDCWD, "out.tmp", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC|O_DSYNC|O_CLOEXEC, 0777) = 3 <0.000070>
fallocate(3, 0, 0, 32768)               = 0 <0.019096>
fsync(3)                                = 0 <0.000311>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.032882>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.010824>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.008188>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.008266>
close(3)                                = 0 <0.000012>
openat(AT_FDCWD, "out.tmp", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC|O_DSYNC|O_CLOEXEC, 0777) = 3 <0.000050>
fallocate(3, 0, 0, 36864)               = 0 <0.022417>
fsync(3)                                = 0 <0.000260>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.032953>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033265>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033317>
write(3, "\0\0\0"..., 4096)             = 4096 <0.033237>
close(3)                                = 0 <0.000019>

테스트 프로그램.py:

#! /usr/bin/python3
import os

# Required third party module,
# install with "pip3 install --user fallocate".
from fallocate import fallocate

block = b'\0' * 4096

for alloc in [0, 4, 8, 9]:
    # Open file for writing, with implicit fdatasync().
    fd = os.open("out.tmp", os.O_WRONLY | os.O_DSYNC |
                            os.O_CREAT | os.O_TRUNC)

    # Try to pre-allocate space
    if alloc:
        fallocate(fd, 0, alloc * 4096)

    os.write(fd, block)
    os.write(fd, block)
    os.write(fd, block)
    os.write(fd, block)

    os.close(fd)