Каков наилучший способ измерения накладных расходов/обработки ошибок на С++?
Пожалуйста, дайте отдельные образцы кода.
Я нацелен на Microsoft Visual С++ 2008 и gcc.
Мне нужно получить результаты из следующих случаев:
Раздел 5.4 проекта технический отчет о производительности С++ полностью посвящен накладным расходам исключений.
В качестве предложения: не беспокойтесь слишком много с накладными расходами, когда выбрасываются исключения. Реализация обработки исключений обычно не ускоряется, а медленнее ловятся. Это нормально, так как эти случаи, безусловно, исключительны.
Карл
Вот код измерения, который я придумал. Вы видите какие-либо проблемы с этим?
Работы в Linux и Windows до сих пор компилируются с помощью:
g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ]
или, например, Visual С++ Express.
Чтобы получить базовый регистр ( "поддержка исключений полностью исключена из языка" ), используйте:
g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ] -fno-exceptions -DNO_EXCEPTIONS
или аналогичные настройки в MSVC.
Некоторые предварительные результаты здесь. Они, вероятно, все hokey из-за различной загрузки машины, но они дают некоторое представление об относительной обработке обработки исключений. (Краткое изложение: нет или мало, когда исключений не бросают, огромные, когда их фактически бросают.)
#include <stdio.h>
// Timer code
#if defined(__linux__)
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
double time()
{
timeval tv;
gettimeofday(&tv, 0);
return 1.0 * tv.tv_sec + 0.000001 * tv.tv_usec;
}
#elif defined(_WIN32)
#include <windows.h>
double get_performance_frequency()
{
unsigned _int64 frequency;
QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER*) &frequency); // just assume it works
return double(frequency);
}
double performance_frequency = get_performance_frequency();
double time()
{
unsigned _int64 counter;
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*) &counter);
return double(counter) / performance_frequency;
}
#else
# error time() not implemented for your platform
#endif
// How many times to repeat the whole test
const int repeats = 10;
// How many times to iterate one case
const int times = 1000000;
// Trick optimizer to not remove code
int result = 0;
// Case 1. No exception thrown nor handled.
void do_something()
{
++result;
}
void case1()
{
do_something();
}
// Case 2. No exception thrown, but handler installed
#ifndef NO_EXCEPTIONS
void do_something_else()
{
--result;
}
void case2()
{
try
{
do_something();
}
catch (int exception)
{
do_something_else();
}
}
// Case 3. Exception thrown and caught
void do_something_and_throw()
{
throw ++result;
}
void case3()
{
try
{
do_something_and_throw();
}
catch (int exception)
{
result = exception;
}
}
#endif // !NO_EXCEPTIONS
void (*tests[])() =
{
case1,
#ifndef NO_EXCEPTIONS
case2,
case3
#endif // !NO_EXCEPTIONS
};
int main()
{
#ifdef NO_EXCEPTIONS
printf("case0\n");
#else
printf("case1\tcase2\tcase3\n");
#endif
for (int repeat = 0; repeat < repeats; ++repeat)
{
for (int test = 0; test < sizeof(tests)/sizeof(tests[0]); ++test)
{
double start = time();
for (int i = 0; i < times; ++i)
tests[test]();
double end = time();
printf("%f\t", (end - start) * 1000000.0 / times);
}
printf("\n");
}
return result; // optimizer is happy - we produce a result
}
Кевин Фрей рассказывает об эффективности обработки обработки исключений в своей речи " Стоимость обработки исключений С++ в Windows". (В разделе "Сводка и выводы" есть один элемент списка, в котором говорится: "[Стоимость обработки исключений не всегда измеряется".)
Там нет действительно хорошего способа измерить это в коде. Вам нужно будет использовать профилировщик.
Это не покажет вам, сколько времени потрачено на обработку исключений, но с небольшим количеством исследований вы узнаете, какие из методов выполнения имеют дело с исключениями (например, для VС++.NET it __cxx_exc [... ]).
Добавьте свое время, и у вас есть накладные расходы. В нашем проекте мы использовали vTunes от Intel, который работает как с Visual С++, так и с gcc.
Изменить: Хорошо, если вам просто нужен общий номер, который может работать. Думал, что у вас есть фактическое приложение для профиля, где вы не можете просто отключить исключения.
Еще одно замечание об эффективности обработки исключений: простые тесты не учитывают кэширование. Код try и код catch настолько малы, что все в кэше команд и данных. Но компиляторы могут попытаться переместить код catch далеко от try-кода, что уменьшает объем кода, который обычно хранится в кеше, тем самым повышая производительность.
Если вы сравниваете обработку исключений с традиционной проверкой возвращаемого значения в стиле C, этот эффект кеширования должен быть также учтен (вопрос обычно игнорируется в дискуссиях).
Карл
Не будет ли ответ зависеть от того, какая очистка должна произойти в результате броска? Если вы выбрасываете экскремент, который приводит к тому, что целая нагрузка объектов выходит из области действия вверх по стеку, тогда это добавит дополнительные накладные расходы.
Другими словами, я не уверен, есть ли ответ на третий вопрос, который не зависит от специфики кода.
Подробная информация о том, как g++ обрабатывает исключения, показана здесь. Он описывает это как архитектуру Itanium, однако общие используемые методы одинаковы. Он не будет указывать на точные накладные расходы с точки зрения времени, однако вы можете получить информацию о том, что накладные расходы на грубый код будут.