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

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。

其他回答

堆栈的容量有限,而堆则不是。一个进程或线程的典型堆栈大约是8K。一旦分配,就不能更改大小。

堆栈变量遵循作用域规则,而堆变量则不遵循。如果你的指令指针超出了一个函数,所有与该函数相关的新变量都会消失。

最重要的是,您无法预先预测整个函数调用链。因此,仅200字节的分配就可能导致堆栈溢出。如果您正在编写一个库,而不是应用程序,这一点尤其重要。

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。

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。

我会说:两种都试试,看看哪种最适合你,因为这真的取决于你代码的行为。

通常,堆栈分配只是由堆栈指针寄存器中的减法组成。这比搜索堆快多了。

Sometimes stack allocation requires adding a page(s) of virtual memory. Adding a new page of zeroed memory doesn't require reading a page from disk, so usually this is still going to be tons faster than searching a heap (especially if part of the heap was paged out too). In a rare situation, and you could construct such an example, enough space just happens to be available in part of the heap which is already in RAM, but allocating a new page for the stack has to wait for some other page to get written out to disk. In that rare situation, the heap is faster.

关于这种优化有一个普遍的观点。

您得到的优化与程序计数器实际在该代码中的时间成正比。

如果您对程序计数器进行采样,您将发现它在哪里花费时间,这通常是在代码的一小部分,并且通常是在您无法控制的库例程中。

只有当你发现在对象的堆分配上花费了大量时间时,才会明显地更快地进行堆栈分配。