Por que o syslog é muito mais lento que a E / S de arquivo?

Eu escrevi um programa de teste simples para medir o desempenho da função syslog. Estes são os resultados do meu sistema de teste: (Debian 6.0.2 com Linux 2.6.32-5-amd64)

Chamadas de caso de teste Duração da carga útil 
                      [] [MB] [s] [MB / s]    
-------------------- ---------- ---------- ---------- ----------
syslog 200000 10,00 7,81 1,28      
syslog% s 200000 10,00 9,94 1,01      
write / dev / null 200000 10.00 0.03 343.93    
printf% s 200000 10,00 0,13 76,29     

O programa de teste fez 200000 chamadas do sistema gravando 50 bytes de dados durante cada chamada.

Por que o Syslog é dez vezes mais lento que o IO do arquivo?

Este é o programa que eu usei para realizar o teste:

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <syslog.h>
#include <unistd.h>

const int  iter  = 200000;
const char msg[] = "123456789 123456789 123456789 123456789 123456789";

struct timeval t0;
struct timeval t1;

void start ()
{
    gettimeofday (&t0, (void*)0);
}

void stop ()
{
    gettimeofday (&t1, (void*)0);
}

void report (char *action)
{
    double dt = (double)t1.tv_sec - (double)t0.tv_sec +
        1e-6 * ((double)t1.tv_usec - (double)t0.tv_usec);
    double mb = 1e-6 * sizeof (msg) * iter;

    if (action == NULL)
        printf ("Test Case             Calls       Payload     Duration    Thoughput \n"
                "                      []          [MB]        [s]         [MB/s]    \n"
                "--------------------  ----------  ----------  ----------  ----------\n");
    else {
        if (strlen (action) > 20) action[20] = 0;
        printf ("%-20s  %-10d  %-10.2f  %-10.2f  %-10.2f\n",
                action, iter, mb, dt, mb / dt);
    }
}

void test_syslog ()
{
    int i;

    openlog ("test_syslog", LOG_PID | LOG_NDELAY, LOG_LOCAL0);
    start ();
    for (i = 0; i < iter; i++)
        syslog (LOG_DEBUG, msg);
    stop ();
    closelog ();
    report ("syslog");
}

void test_syslog_format ()
{
    int i;

    openlog ("test_syslog", LOG_PID | LOG_NDELAY, LOG_LOCAL0);
    start ();
    for (i = 0; i < iter; i++)
        syslog (LOG_DEBUG, "%s", msg);
    stop ();
    closelog ();
    report ("syslog %s");
}

void test_write_devnull ()
{
    int i, fd;

    fd = open ("/dev/null", O_WRONLY);
    start ();
    for (i = 0; i < iter; i++)
        write (fd, msg, sizeof(msg));
    stop ();
    close (fd);
    report ("write /dev/null");
}

void test_printf ()
{
    int i;
    FILE *fp;

    fp = fopen ("/tmp/test_printf", "w");
    start ();
    for (i = 0; i < iter; i++)
        fprintf (fp, "%s", msg);
    stop ();
    fclose (fp);
    report ("printf %s");
}

int main (int argc, char **argv)
{
    report (NULL);
    test_syslog ();
    test_syslog_format ();
    test_write_devnull ();
    test_printf ();
}

As chamadas syslog emitem um send () para um soquete AF_UNIX por chamada. Mesmo se o syslogd descartar os dados, ainda precisará lê-los primeiro. Tudo isso leva tempo.

As gravações em / dev / null também emitem uma gravação () por chamada, mas como os dados são descartados, eles podem ser processados ​​muito rapidamente pelo kernel.

As chamadas fprintf () geram apenas uma gravação () para cada 4096 bytes transferidos, ou seja, cerca de uma a cada oitenta chamadas printf. Cada um envolve apenas a transferência de dados do buffer da libc para os buffers do kernel. A confirmação para o disco será (pelo menos em comparação) muito lenta, mas, na ausência de qualquer chamada de sincronização explícita, poderá ocorrer mais tarde (talvez mesmo após o término do processo).

Resumindo: o syslog é mais lento que / dev / null porque está fazendo muito trabalho e mais lento que printf em um arquivo por causa do buffer.