哈希速度 - 神秘的结果（哈希两次比一次哈希慢得多）

Question

我试图理解为什么多个散列的散列远比一个散列慢。在下面的测试中，我对一个文件进行了两次哈希处理——首先使用 SHA1，然后使用 SHA1 和 SHA256。第一次执行显示了预期的结果 - 磁盘读取占主导地位 - 两者都花费了大约 30 秒（尽管有更多的工作，但后者大约少了一秒）。

但是，在随后的执行中，我得到了一个奇怪的结果：第一次执行大约 10 秒，第二次执行大约 30 秒。 10 表示原始磁盘读取需要 20 秒，30 表示几乎没有时间。这可能真的意味着由于某种原因，散列一次比两次快得多。但为什么呢？

这里发生了什么？

代码：

Text = TestSpeed(new HashAlgorithm[] { new SHA1Managed() }, path);
Text += " " + TestSpeed(new HashAlgorithm[] { new SHA1Managed(), new SHA256Managed() }, path);

还有：

public string TestSpeed(HashAlgorithm[] algorithms, string path)
{
    Stopwatch sw = new Stopwatch();
    sw.Start();

    byte[] block = new byte[65536];
    int bytesRead = 0;
    using (FileStream stream = new FileStream(path, FileMode.Open))
        while ((bytesRead = stream.Read(block, 0, block.Length)) > 0)
            foreach (HashAlgorithm algorithm in algorithms)
                algorithm.TransformBlock(block, 0, bytesRead, null, 0);
    foreach (HashAlgorithm algorithm in algorithms)
        algorithm.TransformFinalBlock(block, 0, 0);

    sw.Stop();
    return sw.Elapsed.ToString();
}

Answer 1

您的结果很可能是由磁盘缓存引起的。假设两个测试都对相同的数据进行操作，那么只有第一次读取会导致大量的 I/O 时间。即：

• 迭代 1，测试 1：30 秒（= 20 秒磁盘读取，10 秒工作）。
• 迭代 1，测试 2：30 秒（= 0 秒磁盘读取，30 秒工作）。
• 迭代 2，测试 1：10 秒（= 0 秒磁盘读取，10 秒工作）。
• 迭代 2，测试 2：30 秒（= 0 秒磁盘读取，30 秒工作）。
• ...等。

这意味着哈希两次所需的时间大约是哈希一次的三倍。由于 SHA256 的性能通常是 SHA1 的一半左右，因此这似乎是一个合理的结果。

您可以通过在开始测试之前先将文件读入内存流并在测试期间将内存流用于所有读取来解除这种影响。分析会向您显示您的执行时间花费在哪里。