在这个网站上已经有很多性能问题了,但是在我看来,几乎所有的问题都是非常具体的,而且相当狭窄。几乎所有人都重复了避免过早优化的建议。

我们假设:

代码已经正常工作了 所选择的算法对于问题的环境已经是最优的 对代码进行了测量,并隔离了有问题的例程 所有优化的尝试也将被衡量,以确保它们不会使事情变得更糟

我在这里寻找的是策略和技巧,在一个关键算法中,当没有其他事情可做,但无论如何都要挤出最后百分之几。

理想情况下,尽量让答案与语言无关,并在适用的情况下指出所建议的策略的任何缺点。

我将添加一个带有我自己最初建议的回复,并期待Stack Overflow社区能想到的任何其他东西。


当前回答

我想这已经用不同的方式说过了。但是当你在处理一个处理器密集型算法时,你应该以牺牲其他所有东西为代价来简化最内部循环中的所有东西。

That may seem obvious to some, but it's something I try to focus on regardless of the language I'm working with. If you're dealing with nested loops, for example, and you find an opportunity to take some code down a level, you can in some cases drastically speed up your code. As another example, there are the little things to think about like working with integers instead of floating point variables whenever you can, and using multiplication instead of division whenever you can. Again, these are things that should be considered for your most inner loop.

有时,您可能会发现在内循环中对整数执行数学运算的好处,然后将其缩小为随后可以使用的浮点变量。这是一个牺牲一个部分的速度来提高另一个部分的速度的例子,但在某些情况下,这样做是值得的。

其他回答

不好说。这取决于代码的样子。如果我们可以假设代码已经存在,那么我们可以简单地查看它并从中找出如何优化它。

更好的缓存位置,循环展开,尽量消除长依赖链,以获得更好的指令级并行性。尽可能选择有条件的移动而不是分支。尽可能利用SIMD指令。

理解你的代码在做什么,理解它运行在什么硬件上。然后,决定需要做什么来提高代码的性能就变得相当简单了。这是我能想到的唯一一个真正具有普遍性的建议。

好吧,还有“在SO上显示代码,并为特定的代码段寻求优化建议”。

内联例程(消除调用/返回和参数推送) 试着用表查找(如果它们更快的话)消除测试/开关 展开循环(Duff的设备)到刚好适合CPU缓存的位置 本地化内存访问,以免耗尽缓存 如果优化器还没有本地化相关的计算 如果优化器还没有这样做,就消除循环不变量

不可能有这样的全面陈述,这取决于问题领域。一些可能性:

因为你没有直接指定你的应用程序是100%计算:

搜索阻塞的调用(数据库,网络硬盘,显示更新),并隔离它们和/或将它们放入线程中。

如果你使用的数据库恰好是Microsoft SQL Server:

研究nolock和rowlock指令。(在这个论坛上有一些讨论。)

如果你的应用是纯粹的计算,你可以看看我关于旋转大图像缓存优化的问题。速度的提高使我大吃一惊。

这是一个长期的尝试,但它可能提供了一个想法,特别是如果您的问题是在成像领域:代码中旋转位图

另一个是尽量避免动态内存分配。一次分配多个结构,一次释放它们。

否则,请确定最紧密的循环,并将它们与一些数据结构一起张贴在这里(无论是伪的还是非的)。

减少可变大小(在嵌入式系统中)

如果您的变量大小大于特定体系结构上的单词大小,则会对代码大小和速度产生重大影响。例如,如果你有一个16位系统,经常使用一个长int变量,然后意识到它永远不能超出范围(−32.768…32.767)考虑将其减少到短int。

从我的个人经验来看,如果一个程序已经准备好或几乎准备好了,但是我们意识到它占用了目标硬件程序内存的110%或120%,那么对变量进行快速归一化通常可以解决这个问题。

到这个时候,优化算法或部分代码本身可能会变得令人沮丧的徒劳:

重新组织整个结构,程序就不再像预期的那样工作,或者至少引入了许多错误。 做一些聪明的技巧:通常你花了很多时间优化一些东西,并发现代码大小没有或很小的减少,因为编译器无论如何都会优化它。

Many people make the mistake of having variables which exactly store the numerical value of a unit they use the variable for: for example, their variable time stores the exact number of milliseconds, even if only time steps of say 50 ms are relevant. Maybe if your variable represented 50 ms for each increment of one, you would be able to fit into a variable smaller or equal to the word size. On an 8 bit system, for example, even a simple addition of two 32-bit variables generates a fair amount of code, especially if you are low on registers, while 8 bit additions are both small and fast.

调整操作系统和框架。

这听起来可能有点夸张,但可以这样想:操作系统和框架被设计用来做很多事情。您的应用程序只做非常具体的事情。如果你能让操作系统完全满足你的应用程序的需求,并让你的应用程序理解框架(php,.net,java)是如何工作的,你就能从硬件上得到更好的东西。

例如,Facebook改变了Linux中的一些内核级别的东西,改变了memcached的工作方式(例如,他们写了一个memcached代理,使用udp而不是tcp)。

另一个例子是Window2008。Win2K8有一个版本,你可以安装运行X应用程序所需的基本操作系统(例如web应用程序,服务器应用程序)。这大大减少了操作系统在运行进程方面的开销,并为您提供了更好的性能。

当然,你应该在第一步就投入更多的硬件……