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

以下是我使用的一些快速而粗糙的优化技术。我认为这是“第一关”优化。

了解时间都花在了什么地方。是文件IO吗?是CPU时间吗?是因为网络吗?是数据库吗?如果IO不是瓶颈,优化IO是没有用的。

了解您的环境了解在哪里进行优化通常取决于开发环境。例如,在VB6中,通过引用传递比通过值传递慢,但是在C和c++中,通过引用传递要快得多。在C语言中,如果返回代码表明失败,尝试一些东西并做一些不同的事情是合理的,而在Dot Net中,捕获异常比尝试前检查有效条件要慢得多。

在频繁查询的数据库字段上构建索引。你几乎总是可以用空间来换取速度。

在要优化的循环内部,我避免了必须进行任何查找。找到循环外的偏移量和/或索引,并重用循环内的数据。

最小化IO尝试以一种减少必须读或写的次数的方式进行设计,特别是在网络连接上

减少抽象代码必须通过的抽象层越多,它就越慢。在关键循环内部,减少抽象(例如,揭示避免额外代码的低级方法)

对于带有用户界面的项目,生成一个新线程来执行较慢的任务使应用程序感觉反应更快,尽管不是。

你通常可以用空间来换取速度。如果有计算或其他密集的操作,看看是否可以在进入关键循环之前预先计算一些信息。

其他回答

在带有模板的语言(c++ /D)中,您可以尝试通过模板参数传播常量值。你甚至可以用开关来处理小的非常值集合。

Foo(i, j); // i always in 0-4.

就变成了

switch(i)
{
    case 0: Foo<0>(j); break;
    case 1: Foo<1>(j); break;
    case 2: Foo<2>(j); break;
    case 3: Foo<3>(j); break;
    case 4: Foo<4>(j); break;
}

缺点是缓存压力,因此这只会在深度或长期运行的调用树中获得,其中值在持续时间内是恒定的。

When you get to the point that you're using efficient algorithms its a question of what you need more speed or memory. Use caching to "pay" in memory for more speed or use calculations to reduce the memory footprint. If possible (and more cost effective) throw hardware at the problem - faster CPU, more memory or HD could solve the problem faster then trying to code it. Use parallelization if possible - run part of the code on multiple threads. Use the right tool for the job. some programing languages create more efficient code, using managed code (i.e. Java/.NET) speed up development but native programing languages creates faster running code. Micro optimize. Only were applicable you can use optimized assembly to speed small pieces of code, using SSE/vector optimizations in the right places can greatly increase performance.

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。

向它扔更多的硬件!

目前最重要的限制因素是有限的内存带宽。多核只会让情况变得更糟,因为带宽是在核之间共享的。此外,用于实现缓存的有限芯片区域也分配给了内核和线程,这进一步恶化了这个问题。最后,保持不同缓存一致性所需的芯片间信号也会随着核数的增加而增加。这也增加了一个惩罚。

这些是您需要管理的影响。有时是通过对代码的微观管理,但有时是通过仔细考虑和重构。

很多注释已经提到了缓存友好的代码。至少有两种不同的风格:

避免内存读取延迟。 降低内存总线压力(带宽)。

第一个问题与如何使数据访问模式更规则有关,从而使硬件预取器更有效地工作。避免动态内存分配,这会将数据对象分散在内存中。使用线性容器代替链表、散列和树。

第二个问题与提高数据重用有关。修改算法以处理适合可用缓存的数据子集,并在数据仍在缓存中时尽可能多地重用这些数据。

更紧密地封装数据并确保在热循环中使用缓存线路中的所有数据,将有助于避免这些其他影响,并允许在缓存中安装更多有用的数据。