Windows x64上的Python x64位复制文件性能评估/问题

Question

在编写一种备份应用程序时，我对Windows上的文件复制性能进行了评估。

我有几个问题，我想知道你的意见。

谢谢！

卢卡斯。

问题：

1. 与1 GiB文件相比，复制10 GiB文件时为什么性能会慢得多？

2. 为什么shutil.copyfile这么慢？

3. 为什么win32file.CopyFileEx这么慢？ 这可能是因为标志win32file.COPY_FILE_RESTARTABLE？ 但是，它不接受int 1000作为标志（COPY_FILE_NO_BUFFERING），建议用于大型文件： http ： //msdn.microsoft.com/en-us/library/aa363852%28VS.85%29.aspx

4. 使用空的ProgressRoutine似乎对完全不使用ProgressRoutine没有影响。

5. 是否有一种替代的，更好的复制文件的方式，但也获得进度更新？

1 GiB和10 GiB文件的结果：

test_file_size             1082.1 MiB    10216.7 MiB

METHOD                      SPEED           SPEED
robocopy.exe                111.0 MiB/s     75.4 MiB/s
cmd.exe /c copy              95.5 MiB/s     60.5 MiB/s
shutil.copyfile              51.0 MiB/s     29.4 MiB/s
win32api.CopyFile           104.8 MiB/s     74.2 MiB/s
win32file.CopyFile          108.2 MiB/s     73.4 MiB/s
win32file.CopyFileEx A       14.0 MiB/s     13.8 MiB/s
win32file.CopyFileEx B       14.6 MiB/s     14.9 MiB/s

测试环境：

Python:
ActivePython 2.7.0.2 (ActiveState Software Inc.) based on
Python 2.7 (r27:82500, Aug 23 2010, 17:17:51) [MSC v.1500 64 bit (AMD64)] on win32

source = mounted network drive
source_os = Windows Server 2008 x64

destination = local drive
destination_os = Windows Server 2008 R2 x64

笔记：

'robocopy.exe' and 'cmd.exe /c copy' were run using subprocess.call()

win32file.CopyFileEx A（不使用ProgressRoutine）：

def Win32_CopyFileEx_NoProgress( ExistingFileName, NewFileName):
    win32file.CopyFileEx(
        ExistingFileName,                             # PyUNICODE           | File to be copied
        NewFileName,                                  # PyUNICODE           | Place to which it will be copied
        None,                                         # CopyProgressRoutine | A python function that receives progress updates, can be None
        Data = None,                                  # object              | An arbitrary object to be passed to the callback function
        Cancel = False,                               # boolean             | Pass True to cancel a restartable copy that was previously interrupted
        CopyFlags = win32file.COPY_FILE_RESTARTABLE,  # int                 | Combination of COPY_FILE_* flags
        Transaction = None                            # PyHANDLE            | Handle to a transaction as returned by win32transaction::CreateTransaction
        )

win32file.CopyFileEx B（使用空ProgressRoutine）：

def Win32_CopyFileEx( ExistingFileName, NewFileName):
    win32file.CopyFileEx(
        ExistingFileName,                             # PyUNICODE           | File to be copied
        NewFileName,                                  # PyUNICODE           | Place to which it will be copied
        Win32_CopyFileEx_ProgressRoutine,             # CopyProgressRoutine | A python function that receives progress updates, can be None
        Data = None,                                  # object              | An arbitrary object to be passed to the callback function
        Cancel = False,                               # boolean             | Pass True to cancel a restartable copy that was previously interrupted
        CopyFlags = win32file.COPY_FILE_RESTARTABLE,  # int                 | Combination of COPY_FILE_* flags
        Transaction = None                            # PyHANDLE            | Handle to a transaction as returned by win32transaction::CreateTransaction
        )

def Win32_CopyFileEx_ProgressRoutine(
    TotalFileSize,
    TotalBytesTransferred,
    StreamSize,
    StreamBytesTransferred,
    StreamNumber,
    CallbackReason,                         # CALLBACK_CHUNK_FINISHED or CALLBACK_STREAM_SWITCH
    SourceFile,
    DestinationFile,
    Data):                                  # Description
    return win32file.PROGRESS_CONTINUE      # return of any win32file.PROGRESS_* constant

Answer 1

问题3：

您在Microsofts API中误解了COPY_FILE_NO_BUFFERING标志。 它不是int 1000而是hex 1000（0x1000 => int value：4096）。 设置CopyFlags = 4096时，您将在Windows环境中拥有（？）最快的复制例程。 我在数据备份代码中使用相同的例程，速度非常快，每天都会传输TB级的数据。

问题4：

它无关紧要，因为它是一个回调。 但总的来说，你不应该在里面放太多的代码并保持它的清洁和光滑。

问题5：

根据我的经验，它是标准Windows环境中最快的复制例程。 可能有更快的自定义复制例程，但是当使用普通的Windows API时，无法找到更好的。

Answer 2

很有可能，因为你以不同的方式衡量完成时间。

我猜测1Gb文件很适合ram。 因此，操作系统可能只是缓存它并告诉您的应用程序，当它的大部分（可能全部）仍未在内核缓冲区中刷新时，它会被复制。

但是，10G文件不适合ram，所以它必须在它完成之前写入（大部分）它。

如果你想要一个有意义的测量，

a）在每次运行之前清除文件系统缓冲区缓存 - 如果你的操作系统没有提供一种方便的方法，重新启动（注意：Windows没有提供方便的方法，我认为有一个系统内部工具可以做到这一点） 。 在网络文件系统的情况下，也清除服务器上的缓存。

b）在完成测量完成时间之前，将文件同步到光盘

然后我希望你会看到更多的一致时间。

Answer 3

回答你的问题2：

shutil.copyfile（）非常慢，因为默认情况下它使用16Kbyte的复制缓冲区。 最终它最终出现在shutil.copyfileobj（）中，如下所示：

def copyfileobj(fsrc, fdst, length=16*1024):
    """copy data from file-like object fsrc to file-like object fdst"""
    while 1:
        buf = fsrc.read(length)
        if not buf:
            break
        fdst.write(buf)

在你的情况下，它是在读取16K和写入16K之间的乒乓。 如果你直接在你的GB文件上使用copyfileobj（），但是使用128MB的缓冲区，你会看到性能大幅提升。

Answer 4

卢卡斯，我发现以下方式比win32file.CopyFile快20％。

b = bytearray(8 * 1024 * 1024) 
# I find 8-16MB is the best for me, you try to can increase it 
with io.open(f_src, "rb") as in_file:
    with io.open(f_dest, "wb") as out_file:
        while True:
            numread = in_file.readinto(b)
            if not numread:
                break
            out_file.write(b)
            # status bar update here
shutil.copymode(f_src, f_dest)