我们使用的静态分析器has a report表示：
带有本地子程序（OPTI7）的子程序
本节列出了本身具有本地子程序的子程序。 特别是当这些子程序共享局部变量时，它可以具有 对性能有负面影响。
请勿使用嵌套例程嵌套例程（其他例程 例行程序也称为“本地程序”），需要一些特殊的堆栈 操作，以便可以通过以下方式查看外部例程的变量 内部例程。这导致大量开销。代替 嵌套，将过程移至单位范围级别，然后通过 必要的变量-必要时通过引用（使用var关键字） -或在单位范围内将变量设为全局变量。
我们有兴趣知道在验证代码时是否应考虑此报告。 this question的答案表明，应该对自己的应用程序进行概要分析，以查看是否存在性能差异，但是对于嵌套例程和普通子例程之间的差异却没有多说。
嵌套例程和普通例程之间的实际区别是什么？它会导致性能下降吗？
答案 0 :(得分：19)
tl; dr
push / pop s 我写了个小测试来确定这一点，其中GetRTClock以1ns的精度测量当前时间：
function subprogram_main(z : Integer) : Int64;
var
n : Integer;
s : Int64;
function subprogram_aux(n, z : Integer) : Integer;
var
i : Integer;
begin
// Do some useless work on the aux program
for i := 0 to n - 1 do begin
if (i > z) then
z := z + i
else
z := z - i;
end;
Result := z;
end;
begin
s := GetRTClock;
// Do some minor work on the main program
n := z div 100 * 100 + 100;
// Call the aux program
z := subprogram_aux(n, z);
Result := GetRTClock - s;
end;
function normal_aux(n, z : Integer) : Integer;
var
i : Integer;
begin
// Do some useless work on the aux program
for i := 0 to n - 1 do begin
if (i > z) then
z := z + i
else
z := z - i;
end;
Result := z;
end;
function normal_main(z : Integer) : Int64;
var
n : Integer;
s : Int64;
begin
s := GetRTClock;
// Do some minor work on the main program
n := z div 100 * 100 + 100;
// Call the aux program
z := normal_aux(n, z);
Result := GetRTClock - s;
end;
它编译为：
subprogram_main
MyFormU.pas.41: begin
005CE7D0 55 push ebp
005CE7D1 8BEC mov ebp,esp
005CE7D3 83C4E0 add esp,-$20
005CE7D6 8945FC mov [ebp-$04],eax
MyFormU.pas.42: s := GetRTClock;
...
MyFormU.pas.45: n := z div 100 * 100 + 100;
...
MyFormU.pas.47: z := subprogram_aux(n, z);
005CE7F8 55 push ebp
005CE7F9 8B55FC mov edx,[ebp-$04]
005CE7FC 8B45EC mov eax,[ebp-$14]
005CE7FF E880FFFFFF call subprogram_aux
005CE804 59 pop ecx
005CE805 8945FC mov [ebp-$04],eax
MyFormU.pas.49: Result := GetRTClock - s;
...
normal_main
MyFormU.pas.70: begin
005CE870 55 push ebp
005CE871 8BEC mov ebp,esp
005CE873 83C4E0 add esp,-$20
005CE876 8945FC mov [ebp-$04],eax
MyFormU.pas.71: s := GetRTClock;
...
MyFormU.pas.74: n := z div 100 * 100 + 100;
...
MyFormU.pas.76: z := normal_aux(n, z);
005CE898 8B55FC mov edx,[ebp-$04]
005CE89B 8B45EC mov eax,[ebp-$14]
005CE89E E881FFFFFF call normal_aux
005CE8A3 8945FC mov [ebp-$04],eax
MyFormU.pas.78: Result := GetRTClock - s;
...
subprogram_aux:
MyFormU.pas.31: begin
005CE784 55 push ebp
005CE785 8BEC mov ebp,esp
005CE787 83C4EC add esp,-$14
005CE78A 8955F8 mov [ebp-$08],edx
005CE78D 8945FC mov [ebp-$04],eax
MyFormU.pas.33: for i := 0 to n - 1 do begin
005CE790 8B45FC mov eax,[ebp-$04]
005CE793 48 dec eax
005CE794 85C0 test eax,eax
005CE796 7C29 jl $005ce7c1
005CE798 40 inc eax
005CE799 8945EC mov [ebp-$14],eax
005CE79C C745F000000000 mov [ebp-$10],$00000000
MyFormU.pas.34: if (i > z) then
005CE7A3 8B45F0 mov eax,[ebp-$10]
005CE7A6 3B45F8 cmp eax,[ebp-$08]
005CE7A9 7E08 jle $005ce7b3
MyFormU.pas.35: z := z + i
005CE7AB 8B45F0 mov eax,[ebp-$10]
005CE7AE 0145F8 add [ebp-$08],eax
005CE7B1 EB06 jmp $005ce7b9
MyFormU.pas.37: z := z - i;
005CE7B3 8B45F0 mov eax,[ebp-$10]
005CE7B6 2945F8 sub [ebp-$08],eax
normal_aux:
MyFormU.pas.55: begin
005CE824 55 push ebp
005CE825 8BEC mov ebp,esp
005CE827 83C4EC add esp,-$14
005CE82A 8955F8 mov [ebp-$08],edx
005CE82D 8945FC mov [ebp-$04],eax
MyFormU.pas.57: for i := 0 to n - 1 do begin
005CE830 8B45FC mov eax,[ebp-$04]
005CE833 48 dec eax
005CE834 85C0 test eax,eax
005CE836 7C29 jl $005ce861
005CE838 40 inc eax
005CE839 8945EC mov [ebp-$14],eax
005CE83C C745F000000000 mov [ebp-$10],$00000000
MyFormU.pas.58: if (i > z) then
005CE843 8B45F0 mov eax,[ebp-$10]
005CE846 3B45F8 cmp eax,[ebp-$08]
005CE849 7E08 jle $005ce853
MyFormU.pas.59: z := z + i
005CE84B 8B45F0 mov eax,[ebp-$10]
005CE84E 0145F8 add [ebp-$08],eax
005CE851 EB06 jmp $005ce859
MyFormU.pas.61: z := z - i;
005CE853 8B45F0 mov eax,[ebp-$10]
005CE856 2945F8 sub [ebp-$08],eax
唯一的区别是一个push和一个pop。如果我们启用优化会怎样？
MyFormU.pas.47: z := subprogram_aux(n, z);
005CE7C5 8BD3 mov edx,ebx
005CE7C7 8BC6 mov eax,esi
005CE7C9 E8B6FFFFFF call subprogram_aux
MyFormU.pas.76: z := normal_aux(n, z);
005CE82D 8BD3 mov edx,ebx
005CE82F 8BC6 mov eax,esi
005CE831 E8B6FFFFFF call normal_aux
两者完全可以编译为同一件事。
内联时会发生什么？
MyFormU.pas.76: z := normal_aux(n, z);
005CE804 8BD3 mov edx,ebx
005CE806 8BC8 mov ecx,eax
005CE808 49 dec ecx
005CE809 85C9 test ecx,ecx
005CE80B 7C11 jl $005ce81e
005CE80D 41 inc ecx
005CE80E 33C0 xor eax,eax
005CE810 3BD0 cmp edx,eax
005CE812 7D04 jnl $005ce818
005CE814 03D0 add edx,eax
005CE816 EB02 jmp $005ce81a
005CE818 2BD0 sub edx,eax
005CE81A 40 inc eax
005CE81B 49 dec ecx
005CE81C 75F2 jnz $005ce810
subprogram_main:
MyFormU.pas.47: z := subprogram_aux(n, z);
005CE7A8 8BD3 mov edx,ebx
005CE7AA 8BC8 mov ecx,eax
005CE7AC 49 dec ecx
005CE7AD 85C9 test ecx,ecx
005CE7AF 7C11 jl $005ce7c2
005CE7B1 41 inc ecx
005CE7B2 33C0 xor eax,eax
005CE7B4 3BD0 cmp edx,eax
005CE7B6 7D04 jnl $005ce7bc
005CE7B8 03D0 add edx,eax
005CE7BA EB02 jmp $005ce7be
005CE7BC 2BD0 sub edx,eax
005CE7BE 40 inc eax
005CE7BF 49 dec ecx
005CE7C0 75F2 jnz $005ce7b4
再次，没有区别。
我还介绍了这个小例子，每个（普通程序和子程序）平均执行30次执行，以随机顺序调用：
constructor TForm1.Create(AOwner: TComponent);
const
c_nSamples = 60;
rnd_sample : array[0..c_nSamples - 1] of byte = (1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0);
var
subprogram_gt_ns : Int64;
normal_gt_ns : Int64;
rnd_input : Integer;
i : Integer;
begin
inherited Create(AOwner);
normal_gt_ns := 0;
subprogram_gt_ns := 0;
rnd_input := Random(1000);
for i := 0 to c_nSamples - 1 do
if (rnd_sample[i] = 1) then
Inc(subprogram_gt_ns, subprogram_main(rnd_input))
else
Inc(normal_gt_ns, normal_main(rnd_input));
OutputDebugString(PChar(' Normal ' + FloatToStr(normal_gt_ns / 30) + ' Subprogram ' + FloatToStr(subprogram_gt_ns / 30)));
end;
即使关闭优化也没有明显的区别：
Debug Output: Normal 1166,66666666667 Subprogram 1203,33333333333 Process MyProject.exe (1824)
最后，两个警告性能的文本都提到了有关共享局部变量的内容。
如果我们不将z传递给subprogram_aux，而是直接访问它，则会得到：
MyFormU.pas.47: z := subprogram_aux(n);
005CE7D2 55 push ebp
005CE7D3 8BC3 mov eax,ebx
005CE7D5 E8AAFFFFFF call subprogram_aux
005CE7DA 59 pop ecx
005CE7DB 8945FC mov [ebp-$04],eax
即使启用了优化功能。