普通變量與寄存器變量速度對比

寄存器變量速度比普通變量存取速度快。對于C程序，寄存器變量不能取地址，編譯器會報錯。對于C++程序，可以對寄存器變量進(jìn)行取址操作，編譯器不會報錯，但是取出來的地址似乎不是寄存器地址，而是內(nèi)存地址，不知道是不是C++編譯器在涉及取址運(yùn)算時將寄存器變量自動轉(zhuǎn)換成普通變量來處理。

1、只有普通運(yùn)算

對于上述的普通累加運(yùn)算而言，采用普通變量耗時0.7177秒，采用寄存器變量耗時0.111秒，速度上確實(shí)有明顯的差別。

2、涉及取址運(yùn)算

如果涉及取址運(yùn)算，采用普通變量耗時0.7867秒，采用寄存器變量耗時0.4792秒，速度上的差別就沒有那么顯著了。大家可以發(fā)現(xiàn)兩種變量取出的地址分別是0x6ffe38和0x6ffe3c，是連續(xù)的兩個地址，那都是內(nèi)存地址。不能確定，是不是C++編譯器在涉及取址運(yùn)算時自動將寄存器變量當(dāng)成普通變量來處理。

實(shí)際使用時，底層硬件環(huán)境的實(shí)際情況對寄存器變量的使用會有一些限制。每個函數(shù)中只有很少的變量可以保存在寄存器中，且只允許某些類型的變量。但是，過量的寄存器聲明并沒有什么害處，這是因為編譯器可以忽略過量的或者不支持的寄存器變量聲明。另外，無論寄存器變量實(shí)際上是不是存放在寄存器中，它的地址都是不能訪問的。在不同的機(jī)器中，對寄存器變量的數(shù)目和類型的具體限制也是不同的。 ——《C程序設(shè)計語言（第二版） Brain W.Kernighan & Dennis M.Ritchie》

對于C程序，寄存器變量是不能取址的：

幾種線程本地存儲變量和普通變量的性能比較

God一直致力于研究高并發(fā)服務(wù)端的開發(fā)，這次要優(yōu)化的是libGod庫中的線程本地存儲變量，線程本地存儲變量訪問非常頻繁，優(yōu)化后庫的性能應(yīng)該會提高不少。已知的線程本地存儲方法有boost中的thread_specific_ptr類，gcc中的__thread關(guān)鍵字，pthread中的pthread_getspecific函數(shù)。這次測試這3中本地存儲以及普通變量之間的性能差別，代碼如下：

#include 《iostream》

#include 《stdio.h》

#include 《pthread.h》

#include 《boost/thread/thread.hpp》

#include 《boost/thread/tss.hpp》

using namespace std;

class C {

public：

C（int a） {

m_a = a;

printf（“C（） %d\n”， m_a）;

}

~C（） {

printf（“~C（） %d\n”， m_a）;

}

private：

int m_a;

};

#define TM 3

#if TM == 1

boost：：thread_specific_ptr《C》 pc;

const char *testType = “boost”;

#elif TM == 2

__thread C *pc;

const char *testType = “__thread”;

#elif TM == 3

pthread_key_t pc;

const char *testType = “pthread”;

#else

C *pc;

const char *testType = “normal”;

#endif

void boostthreadFunc（） {

#if TM == 1

pc.reset（new C（10））;

#elif TM == 2

pc = new C（20）;

#elif TM == 3

if （pthread_key_create（&pc， NULL）） {

cout 《《 “pthread_key_create” 《《 endl;

return;

}

if （pthread_setspecific（pc， new C（30））） {

cout 《《 “pthread_setspecific” 《《 endl;

return;

}

#else

pc = new C（20）;

#endif

int switches = 5000000;

int i = switches;

struct timeval tm_start， tm_end;

gettimeofday（&tm_start， NULL）;

while （i--） {

#if TM == 1

C *c1 = pc.get（）;

C *c2 = pc.get（）;

C *c3 = pc.get（）;

C *c4 = pc.get（）;

C *c5 = pc.get（）;

C *c6 = pc.get（）;

C *c7 = pc.get（）;

C *c8 = pc.get（）;

C *c9 = pc.get（）;

C *c10 = pc.get（）;

C *c11 = pc.get（）;

C *c12 = pc.get（）;

C *c13 = pc.get（）;

C *c14 = pc.get（）;

C *c15 = pc.get（）;

C *c16 = pc.get（）;

C *c17 = pc.get（）;

C *c18 = pc.get（）;

C *c19 = pc.get（）;

C *c20 = pc.get（）;

C *c21 = pc.get（）;

C *c22 = pc.get（）;

C *c23 = pc.get（）;

C *c24 = pc.get（）;

C *c25 = pc.get（）;

C *c26 = pc.get（）;

C *c27 = pc.get（）;

C *c28 = pc.get（）;

C *c29 = pc.get（）;

C *c30 = pc.get（）;

C *c31 = pc.get（）;

C *c32 = pc.get（）;

C *c33 = pc.get（）;

C *c34 = pc.get（）;

C *c35 = pc.get（）;

C *c36 = pc.get（）;

C *c37 = pc.get（）;

C *c38 = pc.get（）;

C *c39 = pc.get（）;

C *c40 = pc.get（）;

#elif TM == 2

C *c1 = pc;

C *c2 = pc;

C *c3 = pc;

C *c4 = pc;

C *c5 = pc;

C *c6 = pc;

C *c7 = pc;

C *c8 = pc;

C *c9 = pc;

C *c10 = pc;

C *c11 = pc;

C *c12 = pc;

C *c13 = pc;

C *c14 = pc;

C *c15 = pc;

C *c16 = pc;

C *c17 = pc;

C *c18 = pc;

C *c19 = pc;

C *c20 = pc;

C *c21 = pc;

C *c22 = pc;

C *c23 = pc;

C *c24 = pc;

C *c25 = pc;

C *c26 = pc;

C *c27 = pc;

C *c28 = pc;

C *c29 = pc;

C *c30 = pc;

C *c31 = pc;

C *c32 = pc;

C *c33 = pc;

C *c34 = pc;

C *c35 = pc;

C *c36 = pc;

C *c37 = pc;

C *c38 = pc;

C *c39 = pc;

C *c40 = pc;

#elif TM == 3

C *c1 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c2 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c3 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c4 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c5 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c6 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c7 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c8 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c9 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c10 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c11 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c12 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c13 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c14 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c15 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c16 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c17 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c18 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c19 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c20 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c21 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c22 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c23 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c24 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c25 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c26 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c27 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c28 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c29 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c30 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c31 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c32 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c33 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c34 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c35 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c36 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c37 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c38 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c39 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

C *c40 = （C *）pthread_getspecific（pc）;

#else

C *c1 = pc;

C *c2 = pc;

C *c3 = pc;

C *c4 = pc;

C *c5 = pc;

C *c6 = pc;

C *c7 = pc;

C *c8 = pc;

C *c9 = pc;

C *c10 = pc;

C *c11 = pc;

C *c12 = pc;

C *c13 = pc;

C *c14 = pc;

C *c15 = pc;

C *c16 = pc;

C *c17 = pc;

C *c18 = pc;

C *c19 = pc;

C *c20 = pc;

C *c21 = pc;

C *c22 = pc;

C *c23 = pc;

C *c24 = pc;

C *c25 = pc;

C *c26 = pc;

C *c27 = pc;

C *c28 = pc;

C *c29 = pc;

C *c30 = pc;

C *c31 = pc;

C *c32 = pc;

C *c33 = pc;

C *c34 = pc;

C *c35 = pc;

C *c36 = pc;

C *c37 = pc;

C *c38 = pc;

C *c39 = pc;

C *c40 = pc;

#endif

}

gettimeofday（&tm_end， NULL）;

switches *= 40;

long long ns = （tm_end.tv_sec - tm_start.tv_sec） * 1000LL * 1000LL * 1000LL +

（tm_end.tv_usec - tm_start.tv_usec） * 1000LL;

std：：cout 《《 “####Benchmark result#### ” 《《 testType 《《 std：：endl;

std：：cout 《《 “Totol switches ： ” 《《 switches 《《 std：：endl;

std：：cout 《《 “Cost per switch（ns） ： ” 《《 （double）ns/switches 《《 std：：endl;

std：：cout 《《 “All cost switch（ns） ： ” 《《 ns 《《 std：：endl;

std：：cout 《《 “####Benchmark result####” 《《 std：：endl;

}

int main（） {

boost：：thread bt（&boostthreadFunc）;

bt.join（）;

printf（“main exit.。\n”）;

return 0;

}