优化程序性能（CSAPP:5）

Posted 2020-11-17 FireLightning

【前言】虽然现在没有接触过大型项目，但是工作了会注重性能。学习一下，应该能更好更快的理解别人写的经典优秀的代码。结合CSAPP和自己的理解，总结一下。

一、程序优化综述

1、高效程序的特点

　　（1）适当的算法和数据结构。方法和数据的组织形式无疑是最关键的，是优化的基础；

　　（2）代码能够被编译器转化成高效的可执行代码。需要深入了解使用的编译器的优化方法，和常见的优化策略；

　　（3）运用现代并行编程技术。多核以及硬件支持提供更大的加速可能，例如GPU；

2、优化程序的一般步骤

　　（1）消除不必要的工作，例如消除不必要的函数调用（加大栈区负担），条件测试和内存引用；

　　（2）利用处理器提供的指令级并行能力，同时执行多条指令；指令级并行介于线程级并发和单指令多数据并行之间，一个处理器可实现多指令执行，例如流水线技术；

　　（3）优化关键路径。就是反复执行的数据和代码；

二、优化编译器的能力和局限性

　　我们可以使用-O1、-O2、-O3来指定编译器的优化级别，级别越高可能会增加程序的规模。注意一点，优化级别高一般比级别低的性能好，肯定比原始未优化的好！但是，编译器在优化时会考虑安全问题，如果优化一定会在安全范围内优化，有一个条件不满足就会放弃某模块的优化。

例如：

1 {
2       *y += *x;
3       *y += *x; 
4 }
5 //上面的代码会被优化为下面吗？
6 {
7     *y += 2* *x;
8 }

不会，虽然适用一般情况y=y+2x。但是，当x=y时：y=4x 不是3x。编译器会考虑所有特殊情况，保证安全。还有一种情况，是内存别名使用的时候两个变量值不同，但是指针地址有可能相同。也不会优化.

　　函数调用也会妨碍优化，此时就是用内联函数优化了。避免频繁出栈入栈。