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c++ - 堆解决方案优于堆栈？

coder 2024-02-05 原文

我正在编写一个 C 语言模拟，其中，给定一系列要验证的规则，我们将其分解为“切片”并验证每个切片。 (基本思想是顺序很重要，规则的实际含义受它上面的一些规则的影响；我们可以用每个规则制作一个“切片”，并且只有在它之上的那些规则重叠。然后我们验证切片，通常比整个序列小得多。)

我的问题如下。

我有一个结构(策略)，其中包含一个结构(规则)数组和一个整数(长度)。 我最初的实现自由地使用了 malloc 和 realloc:

struct{
  struct rule *rules;
  int length;
}policy;
...
struct policy makePolicy(int length)
{
  struct policy newPolicy;
  newPolicy.rules = malloc(length * sizeof(struct rule));
  newPolicy.length = length;
  return newPolicy;
}
...
struct policy makeSlice(struct policy inPol, int rulePos)
{
  if(rulePos > inPol.length - 1){
    printf("Slice base outside policy \n");
    exit(1);
   }
  struct slice = makePolicy(inPol.length);
  //create slice, loop counter gets stored in sliceLength
  slice.rules = realloc(slice.rules, sliceLength * sizeof(struct rule));
  slice.length = sliceLength;
  return slice;
}

因为这使用了 malloc 内存，我假设它大量使用堆。 现在我正在尝试移植到没有 malloc 的实验性并行机器。

我很遗憾地用固定大小的数组分配了所有内容。

现在是令人震惊的地方。

新代码运行速度较慢。慢得多。

(原始代码过去常常在切片长度为 200 时等待几分钟，超过 300 时可能需要等待一个小时......现在它会在切片长度为 70、80 时等待......并且已经比如说 120 需要几个小时。仍然不是 200。)

唯一的是，现在切片被赋予了与完整策略相同的内存(MAXBUFLEN 为 10000)，但整体似乎并没有耗尽内存。 'top' 显示消耗的总内存非常适中，与之前一样在数十兆字节范围内。 (当然，当我存储长度时，我不会循环整个事情，只是循环使用真正规则的部分。)

谁能帮忙解释一下为什么突然变慢了？

最佳答案

似乎当您将结构的大小固定为更大的大小(比如 10000 条规则)时，您的缓存局部性可能会变得比原始缓存局部性差得多。您可以使用分析器(Valgrind 中的 oprofile 或 cachegrind)来查看缓存是否有问题。

在原始程序中，一个缓存行最多可以容纳 8 个struct policy(在具有 64 字节缓存行的 32 位机器上)。但在修改后的版本中，它只能容纳一个，因为它现在比缓存行大小大得多。

在这种情况下，向上移动 length 字段可以提高性能，因为现在 length 和前几个 struct rule 可以适合单个缓存行。

struct policy{
  int length;
  struct rule rules[10000];
};

要解决此问题，您需要编写自己的自定义分配器以确保缓存局部性。如果您正在编写此程序的并行版本，还请记住将不同线程使用的内存隔离到不同的缓存行中，以避免缓存行争用。

关于c++ - 堆解决方案优于堆栈？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/16807426/

优于ampstructlengthcodec++c

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