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程序优化的5个方向

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程序优化的5个方向

80/20法则:程序执行中,80%的时间消耗在20%的代码上。
优化前,我们首先得找到这20%的关键路径;
各种语言都有专门的工具来找到这20%的关键路径,比如C++经常用到的gprof;

参考《C++的性能优化实践》

在关键路径上对耗时的计算进行优化;
主要的优化方向为:
减少重复计算、预先计算、延后计算、降低计算代价、不计算;

减少重复计算

典型的例子如缓存,将之前相同的计算(查数据库,读写文件)存下来,等待下一次继续使用;
适用场景:计算结果有有效期,过段时间后需要再次计算;

预先计算

对于关键路径中比较耗时的计算,预先计算出来,节省每次计算的成本;

  • 预先计算出对照表
    关键路径中需要用到的映射关系对照表,将对照表预先计算,在关键路径中直接取用;

  • 将计算提前到初始化期间
    比如,内存分配耗时,将其提前到初始化的时间分配,建立内存池;

  • 将计算提前到编译期间
    比如:使用常量表达式,在编译期间将最终值计算出来,节省这部分的运行时开销;
    相关技术:模版元编程;

适用场景:计算出来的值一直有效,无需再次计算;

延迟计算

将计算耗时延迟到后期,这样,对于异常情况或其它分支情况,在中途就转换,不用再计算;

  • 有较多分支条件
    将最耗时的计算延后,这样,可能很多场景在中途就转到其它分支上,不用计算;

  • 判断条件中的技巧:a||b a&&b
    如果判断条件比较耗时,将更耗时的放在后面计算;这样,对于a||b,当a成立时,b就不用再计算了;延迟计算的好处在于可能可以不用计算;

适用场景:分支条件场景;

降低计算代价

这是通常能想到的最直接的优化手段,如何能够直接降低计算的代价;
- 内存申请从堆上改为栈上
动态内存分配昂贵,将内存分配从堆上改为栈上;

  • 降低灵活性,使用自定制版本的函数代替库函数;

  • 使用更低级的指令或语言改写;
    在C++中嵌入汇编语言;
    使用SSE2等指令集;

  • 使用更优的算法或数据结构;
    操作STL容器时,STL中的算法一般比自己手写的算法要高效,尽量使用STL的算法来替换我们的手写算法;
    参考:
    《STL区间成员函数及区间算法总结》
    《高效的使用STL》

适用场景:这类优化一般是以降低代码可读性为代价的(STL的除外),用于优化的最后阶段;

不计算

优化的终极方案,不计算;

  • 业务发现
    用不到的业务逻辑,废弃的业务逻辑,仍然存在关键路径中的还在执行的;痛快的删除它;

  • 却掉临时对象开销
    在我们的代码中,可能会有些临时对象是不知不觉的,而消除临时对象,将节省这部分开销;
    参考:《消除临时对象》

以上是单线程关键路径的优化,接下来,我们聊聊扩展到多核,在多线程上的优化;

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Posted by: 大CC | 06AUG,2015
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总结

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程序优化的5个方向

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程序优化的5个方向

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