__attribute __（（packed））会影响程序的性能吗？

Question

我有一个名为log的结构，里面有13个字符。在做了sizeof（log）之后，我看到大小不是13而是16.我可以使用__attribute __（（packed））将它的实际大小设置为13但是我想知道这是否会影响程序的性能。这是一种经常使用的结构。

我希望能够读取结构的大小（13而不是16）。我可以使用宏，但如果这个结构被更改，即添加或删除字段，我希望更新新的大小而不更改宏，因为我认为这很容易出错。有什么建议吗？

Answer 1

是的，它会影响程序的性能。添加填充意味着编译器可以使用整数加载指令从内存中读取内容。如果没有填充，编译器必须单独加载内容并进行位移以获取整个值。 （即使它是x86，这是由硬件完成的，仍然需要完成）。

考虑一下：如果出于性能原因，编译器为什么会插入随机的，未使用的空间？

Answer 2

请勿使用__attribute__((packed))。如果数据结构在内存中，则允许它占用编译器确定的自然大小。如果是用于读取/写入磁盘，则编写序列化和反序列化函数;不要简单地在磁盘上存储cpu-native二进制结构。 “打包”结构确实有没有合法用途（或者很少;请参阅对此答案的评论，以了解可能存在不同意见的观点）。

Answer 3

是的，它会影响性能。在这种情况下，如果使用((packed))属性分配此类结构的数组，则大多数结构必须最终未对齐（而如果使用默认包装，则它们都可以在16字节边界上对齐）。如果它们对齐，那么复制这些结构会更快。

Answer 4

是的，它会影响性能。具体取决于它是什么以及如何使用它。

未对齐的变量可能跨越两个缓存行。例如，如果你有64字节的高速缓存行，并且你从一个13字节结构的数组中读取一个4字节的变量，那么它将有四分之三（4.6％）的可能性分布在两行中。额外缓存访问的代价非常小。如果你的程序所做的一切都是在那一个变量上，那么4.6％将是性能命中的上限。如果日志记录占程序工作量的20％，并且读取/写入该结构的日志记录占50％，那么您已经只占了一小部分。

另一方面，假设需要保存日志，将每个记录缩小3个字节可节省19％，这相当于大量内存或磁盘空间。主内存，尤其是磁盘速度很慢，因此您可能最好将日志打包以减小其大小。

---

至于阅读结构的大小而不用担心结构变化，请使用sizeof。但是，您喜欢使用数字常量，const int，enum或#define，只需添加sizeof。

Answer 5

与所有其他性能优化一样，您需要对代码进行概要分析以找到正确的答案。正确的答案因架构而异 - 以及您如何使用您的结构。

如果你正在创建巨大的阵列，那么打包所节省的空间可能意味着拟合和不适合缓存之间的差异。或者您的数据可能已经适合您的缓存，在这种情况下，它将没有任何区别。如果你在一个STL关联容器中分配大量的结构，为你的结构分配operator new的存储，它可能根本不重要 - operator new可能会将你的存储空间扩展到某个地方无论如何对齐。

如果您的大多数结构都存在于堆栈中，则无论如何都可能已经优化了额外的存储空间。

对于这个简单的测试，我建议建立一个计时器，然后尝试两种方式。为了进一步优化，我建议使用分析器来识别您的瓶颈并从那里开始。