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加速 gcc 中的虚拟函数调用

发布于 2024-07-17 03:06:52 字数 126 浏览 10 评论 0原文

使用 gprof 分析我的 C++ 代码，我发现我的很大一部分时间都花在一遍又一遍地调用一个虚拟方法上。该方法本身很短，如果它不是虚拟的，则可能会被内联。

有哪些方法可以加快速度，而不需要将其全部重写为非虚拟的？

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晨曦÷微暖 2024-07-24 03:06:52

您确定时间都与通话有关吗？难道成本就在于功能本身吗？如果是这种情况，简单地内联可能会使该函数从您的分析器中消失，但您不会看到太多加速。

假设这确实是进行如此多虚拟调用的开销，那么在不使事情变得非虚拟的情况下，您可以做的事情是有限的。

如果呼叫有诸如时间/标志之类的提前退出，那么我通常会使用两级方法。检查是通过非虚拟调用内联的，仅在必要时才调用特定于类的行为。

例如

class Foo
{
public:

inline void update( void )
{
  if (can_early_out)
    return;

  updateImpl();
}

protected:

virtual void updateImpl( void ) = 0;    
};

Are you sure the time is all call-related? Could it be the function itself where the cost is? If this is the case simply inlining things might make the function vanish from your profiler but you won't see much speed-up.

Assuming it really is the overhead of making so many virtual calls there's a limit to what you can do without making things non-virtual.

If the call has early-outs for things like time/flags then I'll often use a two-level approach. The checking is inlined with a non-virtual call, with the class-specific behavior only called if necessary.

E.g.

class Foo
{
public:

inline void update( void )
{
  if (can_early_out)
    return;

  updateImpl();
}

protected:

virtual void updateImpl( void ) = 0;    
};

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盗梦空间 2024-07-24 03:06:52

如果虚拟调用确实是瓶颈，请尝试CRTP。

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多谢你的绝情让我学会死心 2024-07-24 03:06:52

时间花在实际的函数调用上，还是花在函数本身上？

虚拟函数调用明显比非虚拟调用慢，因为虚拟调用需要额外的取消引用。（如果您想阅读所有详细信息，请 Google 搜索“vtable”。））更新：事实证明维基百科文章在这方面还不错。

不过，这里的“值得注意”意味着几条指令，如果它消耗了总计算的很大一部分，包括在被调用函数中花费的时间，那么这听起来像是考虑非虚拟化和内联的绝佳场所。

但在 C++ 近 20 年的历史中，我认为我从未见过这种情况真正发生过。我很想看看代码。

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意中人 2024-07-24 03:06:52

请注意，“虚拟”和“内联”并不是对立的——一个方法可以两者兼而有之。如果编译器可以在编译时确定对象的类型，编译器将很乐意内联虚拟函数：

struct B {
    virtual int f() { return 42; }
};

struct D : public B {
    virtual int f() { return 43; }
};

int main(int argc, char **argv) {
    B b;
    cout << b.f() << endl;   // This call will be inlined

    D d;
    cout << d.f() << endl;   // This call will be inlined

    B& rb = rand() ? b : d;
    cout << rb.f() << endl;  // Must use virtual dispatch (i.e. NOT inlined)
    return 0;
}

[更新：使得某些 rb 的真实动态对象类型在编译时无法得知 - - 感谢 MSalters]

如果对象的类型可以在编译时确定，但函数不可内联（例如，它很大或在类定义之外定义），则它将被称为非虚拟。

Please be aware that "virtual" and "inline" are not opposites -- a method can be both. The compiler will happily inline a virtual function if it can determine the type of the object at compile time:

struct B {
    virtual int f() { return 42; }
};

struct D : public B {
    virtual int f() { return 43; }
};

int main(int argc, char **argv) {
    B b;
    cout << b.f() << endl;   // This call will be inlined

    D d;
    cout << d.f() << endl;   // This call will be inlined

    B& rb = rand() ? b : d;
    cout << rb.f() << endl;  // Must use virtual dispatch (i.e. NOT inlined)
    return 0;
}

[UPDATE: Made certain rb's true dynamic object type cannot be known at compile time -- thanks to MSalters]

If the type of the object can be determined at compile time but the function is not inlineable (e.g. it is large or is defined outside of the class definition), it will be called non-virtually.

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