如何让磁盘拥有内存一样的读写速度

磁盘是块存储设备，读写连续的一整块磁盘数据其实还是很快的，平时我们感觉磁盘比内存慢是因为没有顺序地读磁盘，而是在随机读，大部分时间都浪费在寻道和旋转上面。

做个试验，对比一下顺序读磁盘和读写内存的速度，看看到底差多少。

试验方法：创建一个长度为10M的字节数组，执行3种操作--顺序地访问该数组里的元素，随机地访问该数组里的元素，把该数组里的元素顺序地写入磁盘。

试验结果：

结论：

1. 顺序读写内存比随机读写内存快几十倍

2.顺序读写磁盘比随机读写内存快几倍

CPU读写磁盘的最小单位是块，一块通常是4K，连续整块整块的读写会非常快。搜索引擎要存储海量的文档，它充分利用了磁盘的这一特性，提高文档读取的速度。对搜索引擎感兴趣的同学可以扫码进入我的课程--《Go语言实现工业级搜索引擎》。

最后附上测试代码：

package serialize

import (
	"fmt"
	io "io"
	"math/rand"
	"os"
	"testing"
	"time"
)

const SIZE = int(1e7) //不能再大了，否则会报错runtime: goroutine stack exceeds 1000000000-byte limit

var (
	arr     [SIZE]byte
	indexes [SIZE]int
)

func init() {
	for i := 0; i < SIZE; i++ {
		indexes[i] = i
	}
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	rand.Shuffle(SIZE, func(i, j int) { indexes[i], indexes[j] = indexes[j], indexes[i] })

}

//顺序读内存
func TestReadRAMOrderly(t *testing.T) {
	begin := time.Now()
	for _, ele := range arr {
		_ = ele
	}
	fmt.Printf("read RAM unorderly %d ms\n", time.Since(begin).Milliseconds())
} //go test -v go_search_engine/forward_index/serialize -run=TestReadRAMOrderly

//顺序写内存
func TestWriteRAMOrderly(t *testing.T) {
	begin := time.Now()
	for i := 0; i < SIZE; i++ {
		arr[i] = 1
	}
	fmt.Printf("write RAM unorderly %d ms\n", time.Since(begin).Milliseconds())
} //go test -v go_search_engine/forward_index/serialize -run=TestWriteRAMOrderly

//随机读内存
func TestReadRAMUnorderly(t *testing.T) {
	begin := time.Now()
	for _, i := range indexes {
		_ = arr[i]
	}
	fmt.Printf("read RAM unorderly %d ms\n", time.Since(begin).Milliseconds())
} //go test -v go_search_engine/forward_index/serialize -run=TestReadRAMUnorderly

//随机写内存
func TestWriteRAMUnorderly(t *testing.T) {
	begin := time.Now()
	for _, i := range indexes {
		arr[i] = 1
	}
	fmt.Printf("write RAM unorderly %d ms\n", time.Since(begin).Milliseconds())
} //go test -v go_search_engine/forward_index/serialize -run=TestWriteRAMUnorderly

//顺序写磁盘
func TestWriteDiskOrderly(t *testing.T) {
	fout, err := os.OpenFile("arr.txt", os.O_RDWR|os.O_CREATE|os.O_TRUNC, os.ModePerm)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	begin := time.Now()
	fout.Write(arr[:]) //通过切片[:]把数组转slice
	fout.Close()
	fmt.Printf("write disk orderly %d ms\n", time.Since(begin).Milliseconds())
} //go test -v go_search_engine/forward_index/serialize -run=TestWriteDiskOrderly

//顺序读磁盘
func TestReadDiskOrderly(t *testing.T) {
	fin, err := os.OpenFile("arr.txt", os.O_RDONLY, os.ModePerm)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	buf := make([]byte, 1024)
	begin := time.Now()
	for {
		_, err := fin.Read(buf)
		if err == io.EOF {
			break
		}
	}

	fin.Close()
	fmt.Printf("read disk orderly %d ms\n", time.Since(begin).Milliseconds())
} //go test -v go_search_engine/forward_index/serialize -run=TestReadDiskOrderly

//为了避免缓存的影响，6个Test函数分6次执行