哪个更快:堆栈分配还是堆分配

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

尽管堆分配器可以简单地使用基于堆栈的分配技术，但堆栈分配几乎总是与堆分配一样快或更快。

However, there are larger issues when dealing with the overall performance of stack vs. heap based allocation (or in slightly better terms, local vs. external allocation). Usually, heap (external) allocation is slow because it is dealing with many different kinds of allocations and allocation patterns. Reducing the scope of the allocator you are using (making it local to the algorithm/code) will tend to increase performance without any major changes. Adding better structure to your allocation patterns, for example, forcing a LIFO ordering on allocation and deallocation pairs can also improve your allocator's performance by using the allocator in a simpler and more structured way. Or, you can use or write an allocator tuned for your particular allocation pattern; most programs allocate a few discrete sizes frequently, so a heap that is based on a lookaside buffer of a few fixed (preferably known) sizes will perform extremely well. Windows uses its low-fragmentation-heap for this very reason.

另一方面，如果线程太多，在32位内存范围上基于堆栈的分配也充满了危险。堆栈需要一个连续的内存范围，因此线程越多，就需要更多的虚拟地址空间来让它们在没有堆栈溢出的情况下运行。对于64位的程序来说，这(目前)不是问题，但是对于具有大量线程的长时间运行的程序来说，它肯定会造成严重破坏。由于碎片化而导致虚拟地址空间耗尽总是一件令人痛苦的事情。

2010-08-10 16:27:39

其他回答

这不仅仅是堆栈分配更快。您还可以在使用堆栈变量方面获得很多好处。它们有更好的参考位置。最后，折价也便宜得多。

2008-10-03 15:35:41

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

2009-02-04 17:21:37

我认为生命期很重要，被分配的东西是否必须以复杂的方式构造。例如，在事务驱动的建模中，您通常必须填写并将带有一堆字段的事务结构传递给操作函数。以OSCI SystemC TLM-2.0标准为例。

在栈上靠近操作调用的地方分配这些资源往往会导致巨大的开销，因为这种构造非常昂贵。好的方法是在堆上分配和重用事务对象，或者通过池或简单的策略，如“这个模块只需要一个事务对象”。

这比在每个操作调用上分配对象快很多倍。

原因很简单，该对象具有昂贵的结构和相当长的使用寿命。