__attribute __（（packed））會影響程序的性能嗎？

Question

我有一個名為log的結構，里面有13個字符。 在做了sizeof（log）之后，我看到大小不是13而是16.我可以使用__attribute __（（packed））將它的實際大小設置為13但是我想知道這是否會影響程序的性能。 它是一種經常使用的結構。

我希望能夠讀取結構的大小（13而不是16）。 我可以使用宏，但如果這個結構被更改，即添加或刪除字段，我希望更新新的大小而不更改宏，因為我認為這很容易出錯。 有什么建議嗎？

Answer 1

是的，它會影響程序的性能。 添加填充意味着編譯器可以使用整數加載指令從內存中讀取內容。 如果沒有填充，編譯器必須單獨加載內容並進行位移以獲取整個值。 （即使它是x86，這是由硬件完成的，它仍然必須完成）。

考慮一下：如果出於性能原因，編譯器為什么會插入隨機的，未使用的空間？

Answer 2

不要使用__attribute__((packed)) 。 如果數據結構在內存中，則允許它占用編譯器確定的自然大小。 如果是用於讀取/寫入磁盤，則編寫序列化和反序列化函數; 不要簡單地在磁盤上存儲cpu-native二進制結構。 “打包”結構實際上沒有合法用途（或者很少;有關可能不同意見的觀點，請參閱此答案的評論）。

Answer 3

是的，它會影響性能。 在這種情況下，如果使用((packed))屬性分配此類結構的數組，則大多數結構必須以非對齊方式結束（而如果使用默認包裝，則它們都可以在16字節邊界上對齊）。 如果對齊，則復制這些結構可以更快。

Answer 4

是的，它會影響性能。 具體取決於它是什么以及如何使用它。

未對齊的變量可能跨越兩個緩存行。 例如，如果你有64字節的高速緩存行，並且你從一個13字節結構的數組中讀取一個4字節的變量，那么它將有四分之三（4.6％）的可能性分布在兩行中。 額外緩存訪問的代價非常小。 如果你的程序所做的一切都是在那一個變量上，那么4.6％將是性能命中的上限。 如果日志記錄代表程序工作負載的20％，並且讀取/寫入該結構是日志記錄的50％，那么您已經只占了一小部分。

另一方面，假設需要保存日志，將每個記錄縮小3個字節可節省19％，這意味着需要大量內存或磁盤空間。 主內存，特別是磁盤很慢，所以你可能最好包裝日志以減小其大小。

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至於閱讀結構的大小而不用擔心結構變化，請使用sizeof 。 但是你喜歡做數值常量，無論是const int ， enum還是#define ，只需添加sizeof 。

Answer 5

與所有其他性能優化一樣，您需要分析代碼以找到正確的答案。 正確的答案因架構而異 - 以及您如何使用您的結構。

如果您正在創建巨大的陣列，則打包所節省的空間可能意味着擬合和不適合緩存之間的差異。 或者您的數據可能已經適合您的緩存，在這種情況下，它將沒有任何區別。 如果你在與分配的存儲空間來保存結構的STL關聯容器分配大量結構的operator new它可能不會在所有問題--- operator new會圓你存儲多達東西是無論如何排列。

如果你的大多數結構都存在於堆棧中，那么額外的存儲可能已經被優化掉了。

為了改變這個簡單的測試，我建議建立一個計時器，然后嘗試兩種方式。 為了進一步優化，我建議使用分析器來識別您的瓶頸並從那里開始。