这个问题可能听起来相当简单,但这是我与另一位开发人员的争论。

我小心地在我可以的地方进行堆栈分配,而不是堆分配。他和我说话,看着我的肩膀,并评论说,这是没有必要的,因为他们的表现是一样的。

在我的印象中,增加堆栈是一个常数时间,而堆分配的性能取决于当前堆的复杂性,包括分配(找到合适大小的孔)和反分配(缩小孔以减少碎片,如果我没有弄错的话,许多标准库实现在删除过程中需要时间来做这件事)。

在我看来,这可能非常依赖于编译器。在这个项目中,我特别使用了一个用于PPC架构的Metrowerks编译器。对这种组合的深入了解将是最有帮助的,但一般来说,对于GCC和msvc++,情况如何?堆分配不如堆栈分配高效吗?没有区别吗?还是差异如此之小以至于变成了毫无意义的微观优化。


当前回答

堆栈分配要快得多,因为它所做的只是移动堆栈指针。 使用内存池,您可以从堆分配中获得类似的性能,但这会略微增加复杂性,并带来令人头痛的问题。

此外,堆栈与堆不仅是性能方面的考虑;它还告诉您许多关于对象的预期生存期的信息。

其他回答

堆栈要快得多。它在大多数架构上只使用一条指令,在大多数情况下,例如在x86上:

sub esp, 0x10

(将堆栈指针向下移动0x10个字节,从而“分配”这些字节供变量使用。)

当然,堆栈的大小是非常非常有限的,因为你很快就会发现你是否过度使用堆栈分配或尝试进行递归:-)

同样,没有什么理由去优化那些不需要它的代码的性能,比如通过分析来证明。“过早的优化”通常会导致比它本身价值更多的问题。

我的经验法则:如果我知道我将在编译时需要一些数据,并且它的大小在几百字节以下,我就会对它进行堆栈分配。否则我进行堆分配。

可能堆分配和堆栈分配的最大问题是,堆分配在一般情况下是一个无界操作,因此在有时间问题的地方不能使用它。

对于时间不是问题的其他应用程序,它可能没有那么重要,但如果您分配了很多堆,这将影响执行速度。总是尝试将堆栈用于短期和经常分配的内存(例如在循环中),并尽可能长时间地在应用程序启动期间进行堆分配。

不要做过早的假设,因为其他应用程序代码和使用可能会影响您的功能。因此,孤立地看待函数是没有用的。

如果你是认真的应用程序,那么VTune它或使用任何类似的分析工具,并查看热点。

糯米

除了与堆分配相比具有数量级的性能优势外,堆栈分配对于长时间运行的服务器应用程序更可取。即使是管理得最好的堆最终也会碎片化,导致应用程序性能下降。

Remark that the considerations are typically not about speed and performance when choosing stack versus heap allocation. The stack acts like a stack, which means it is well suited for pushing blocks and popping them again, last in, first out. Execution of procedures is also stack-like, last procedure entered is first to be exited. In most programming languages, all the variables needed in a procedure will only be visible during the procedure's execution, thus they are pushed upon entering a procedure and popped off the stack upon exit or return.

现在来看一个不能使用堆栈的例子:

Proc P
{
  pointer x;
  Proc S
  {
    pointer y;
    y = allocate_some_data();
    x = y;
  }
}

If you allocate some memory in procedure S and put it on the stack and then exit S, the allocated data will be popped off the stack. But the variable x in P also pointed to that data, so x is now pointing to some place underneath the stack pointer (assume stack grows downwards) with an unknown content. The content might still be there if the stack pointer is just moved up without clearing the data beneath it, but if you start allocating new data on the stack, the pointer x might actually point to that new data instead.