Question

就我对资源管理的了解而言，在堆上分配一些东西（运算符new）应该总是比在堆栈上分配（自动存储）慢，因为堆栈是基于LIFO的结构，因此它需要最少的簿记，并且要分配的下一个地址的指针是微不足道的。

到目前为止，这么好。现在看下面的代码：

/* ...includes... */

using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

int bar() { return 42; }

int main()
{
    auto s1 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::packaged_task<int()> pt1(bar);
    auto e1 = std::chrono::steady_clock::now();

    auto s2 = std::chrono::steady_clock::now();
    auto sh_ptr1 = std::make_shared<std::packaged_task<int()> >(bar);
    auto e2 = std::chrono::steady_clock::now();

    auto first = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(e1-s1);
    auto second = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(e2-s2);

    cout << "Regular: " << first.count() << endl
         << "Make shared: " << second.count() << endl;

    pt1();
    (*sh_ptr1)();

    cout << "As you can see, both are working correctly: " 
         << pt1.get_future().get() << " & " 
         << sh_ptr1->get_future().get() << endl;

    return 0;
}

结果似乎与上面解释的内容相矛盾：

常规：6131

分享：843

如你所见，两者都有效   正确的：42＆amp; 42

程序以退出代码结束：0

在第二次测量中，除了调用运算符new之外，std::shared_ptr（auto sh_ptr1）的构造函数必须完成。我似乎无法理解为什么这比常规分配更快。

对此有何解释？

Answer 1

问题是第一次调用std::packaged_task的构造函数负责初始化每个线程状态的负载，然后不公平地归因于pt1。这是基准测试（特别是微基准测试）的常见问题，并且通过预热来缓解;试着阅读How do I write a correct micro-benchmark in Java?

如果我复制代码但先运行两个部分，结果与系统时钟分辨率的限制相同。这说明了微基准测试的另一个问题，即您应该多次运行小测试，以便准确测量总时间。

通过预热和运行每个部分1000次，我得到以下（example）：

Regular: 132.986
Make shared: 211.889

差异（约80ns）符合malloc takes 100ns per call的经验法则。

Answer 2

这是你的微基准测试的问题：如果你交换测量时间的顺序，你会得到相反的结果（demo）。

看起来std::packaged_task构造函数的第一次调用会引起很大的打击。添加不定时的

std::packaged_task<int()> ignore(bar);

在测量时间之前解决了这个问题（demo）：

常规：505
分享：937

Answer 3

我tried your example at ideone并得到了与你相似的结果：

Regular: 67950 
Make shared: 696

然后我颠倒了测试的顺序：

auto s2 = std::chrono::steady_clock::now();
auto sh_ptr1 = std::make_shared<std::packaged_task<int()> >(bar);
auto e2 = std::chrono::steady_clock::now();

auto s1 = std::chrono::steady_clock::now();
std::packaged_task<int()> pt1(bar);
auto e1 = std::chrono::steady_clock::now();

并发现相反的结果：

Regular: 548
Make shared: 68065

这不是堆栈与堆的区别，而是第一次和第二次调用的区别。也许你需要研究std::packaged_task的内部。

为什么堆上的分配比堆栈上的分配更快？

3 个答案: