使用自动生成的C代码对大型C ++ DLL进行性能损失

Question

我正在开发一个需要调用一系列优化求解器的软件。 每个解算器都是一个自动生成的C代码，有数千行代码。 我使用了200个这样的求解器，只是要解决的优化问题的大小不同。

总而言之，这些自动生成的解算器提供了大约180MB的C代码，我在Visual Studio 2008中使用extern "C"{ /*200 solvers' headers*/ }语法编译为C ++。编译全部这非常慢（使用“最大速度/ O2”优化标志，大约需要8小时）。 出于这个原因，我认为将解算器编译成单个DLL是个好主意，然后我可以从一个单独的软件调用它（这将有一个合理的编译时间，并允许我抽象出所有这些extern“ C“来自更高级别代码的东西”。 编译后的DLL大约是37MB。

问题是当使用DLL执行这些解算器之一时，执行需要大约30ms。 如果我只将那个单个解算器编译成DLL，并从同一个程序调用它，那么执行速度大约快100倍（<1ms）。 为什么是这样？ 我可以绕过吗？

DLL如下所示。 每个求解器使用相同的结构（即它们具有相同的成员变量），但它们具有不同的名称，因此所有类型转换。

extern "C"{
#include "../Generated/include/optim_001.h"
#include "../Generated/include/optim_002.h"
/*etc.*/
#include "../Generated/include/optim_200.h"
}

namespace InterceptionTrajectorySolver
{

__declspec(dllexport) InterceptionTrajectoryExitFlag SolveIntercept(unsigned numSteps, InputParams params, double* optimSoln, OutputInfo* infoOut)
{
  int exitFlag;

  switch(numSteps)
  {
  case   1:
    exitFlag = optim_001_solve((optim_001_params*) &params, (optim_001_output*) optimSoln, (optim_001_info*) &infoOut);
    break;
  case   2:
    exitFlag = optim_002_solve((optim_002_params*) &params, (optim_002_output*) optimSoln, (optim_002_info*) &infoOut);
    break;
  /*
    ...
    etc.
    ...
  */
  case   200:
    exitFlag = optim_200_solve((optim_200_params*) &params, (optim_200_output*) optimSoln, (optim_200_info*) &infoOut);
    break;
  }

  return exitFlag;
};

};

Answer 1

我不知道您的代码是否内联到示例中的每个案例部分。 如果你的函数是内联函数，并且你把它全部放在一个函数中，那么它会慢很多，因为代码是在虚拟内存中布局的，这需要在执行代码时跳转到CPU。 如果不是全部内联，那么这些建议可能会有所帮助。

你的解决方案可能会被...改进

A）1）将项目划分为200个独立的dll。 然后使用.bat文件或类似文件构建。 2）在每个名为“MyEntryPoint”的dll中创建导出函数，然后使用动态链接在需要时加载库。 这将相当于一个繁忙的音乐程序，加载了很多小的DLL插件。 使用GetProcAddress获取一个指向EntryPoint的函数指针。

要么...

B）将每个解决方案构建为单独的.lib文件。 然后，每个解决方案将非常快速地编译，然后您可以将它们全部链接在一起。 构建一个指向所有函数的函数指针数组，并通过查找来调用它。

result = SolveInterceptWhichStep;

将所有libs组合成一个大型lib不应该花费8个小时。 如果花了那么长时间，你就会做一些非常错误的事情。

和...

尝试将代码放入不同的实际.cpp文件中。 也许特定的编译器如果它们都在不同的单元等中会做得更好......然后一旦编译了每个单元，如果你没有改变任何东西，它将保持编译。

Answer 2

确保测量并平均多次调用优化器的时间，因为可能是在第一次调用之前设置有很大的开销。

然后还要检查200分支条件语句（您的开关）对您的性能做了什么！ 尝试删除该开关进行测试，只调用测试项目中的一个解算器，但链接DLL中的所有解算器。 你还看到性能缓慢吗？

Answer 3

我假设您生成代码的原因是为了获得更好的运行时性能，以及更好的正确性。 我做同样的事情。

我建议你尝试这种技术来找出运行时性能问题。

如果您看到100：1的性能差异，这意味着每次中断它并查看程序的状态，您有99％的机会看到问题所在。

就构建时间而言，确定模块化是有意义的。 这些都不会对运行时间产生太大影响，除非它意味着你正在做疯狂的I / O.