我对 stackalloc
运算符的功能有一些疑问。
它实际上是如何分配的?我认为它会做类似的事情:
void* stackalloc(int sizeInBytes) { void* p = StackPointer (esp); StackPointer += sizeInBytes; if(StackPointer exceeds stack size) throw new StackOverflowException(...); return p; }
但我已经做了一些测试,但我不确定它是如何工作的。我们无法确切知道它的作用以及它是如何做到的,但我想了解基础知识。
我认为堆栈分配(嗯,实际上我确定)比堆分配更快。那么为什么这个例子:
class Program { static void Main(string[] args) { Stopwatch sw1 = new Stopwatch(); sw1.Start(); StackAllocation(); Console.WriteLine(sw1.ElapsedTicks); Stopwatch sw2 = new Stopwatch(); sw2.Start(); HeapAllocation(); Console.WriteLine(sw2.ElapsedTicks); } static unsafe void StackAllocation() { for (int i = 0; i < 100; i++) { int* p = stackalloc int[100]; } } static void HeapAllocation() { for (int i = 0; i < 100; i++) { int[] a = new int[100]; } } }
给出280~ 堆栈分配滴答 的平均结果,通常1-0 滴答堆分配?(在我的个人计算机上,Intel Core i7)。
在我现在使用的计算机(Intel Core 2 Duo)上,结果比以前的更有意义(可能是因为 Optimize code 没有在 VS 中检查): 堆栈分配 460~ ticks,堆分配大约 380 ticks。
但这仍然没有意义。为什么会这样?我猜 CLR 注意到我们没有使用数组,所以它可能甚至没有分配它?
最佳答案
stackalloc 更快的情况:
private static volatile int _dummy; // just to avoid any optimisations
// that have us measuring the wrong
// thing. Especially since the difference
// is more noticable in a release build
// (also more noticable on a multi-core
// machine than single- or dual-core).
static void Main(string[] args)
{
System.Diagnostics.Stopwatch sw1 = new System.Diagnostics.Stopwatch();
Thread[] threads = new Thread[20];
sw1.Start();
for(int t = 0; t != 20; ++t)
{
threads[t] = new Thread(DoSA);
threads[t].Start();
}
for(int t = 0; t != 20; ++t)
threads[t].Join();
Console.WriteLine(sw1.ElapsedTicks);
System.Diagnostics.Stopwatch sw2 = new System.Diagnostics.Stopwatch();
threads = new Thread[20];
sw2.Start();
for(int t = 0; t != 20; ++t)
{
threads[t] = new Thread(DoHA);
threads[t].Start();
}
for(int t = 0; t != 20; ++t)
threads[t].Join();
Console.WriteLine(sw2.ElapsedTicks);
Console.Read();
}
private static void DoSA()
{
Random rnd = new Random(1);
for(int i = 0; i != 100000; ++i)
StackAllocation(rnd);
}
static unsafe void StackAllocation(Random rnd)
{
int size = rnd.Next(1024, 131072);
int* p = stackalloc int[size];
_dummy = *(p + rnd.Next(0, size));
}
private static void DoHA()
{
Random rnd = new Random(1);
for(int i = 0; i != 100000; ++i)
HeapAllocation(rnd);
}
static void HeapAllocation(Random rnd)
{
int size = rnd.Next(1024, 131072);
int[] a = new int[size];
_dummy = a[rnd.Next(0, size)];
}
此代码与问题中的代码之间的重要区别:
我们有几个线程在运行。通过堆栈分配,他们在自己的堆栈中进行分配。通过堆分配,它们从与其他线程共享的堆中进行分配。
分配更大的尺寸。
每次分配不同的大小(尽管我为随机生成器设置了种子以使测试更具确定性)。这使得堆碎片更有可能发生,从而使堆分配的效率低于每次相同的分配。
除此之外,还值得注意的是 stackalloc
通常会用作使用 fixed
的替代方法将数组固定在堆上。固定数组不利于堆性能(不仅对于该代码,而且对于使用同一堆的其他线程也是如此),因此如果声明的内存在任何合理的时间内使用,那么性能影响会更大。
虽然我的代码演示了 stackalloc
的情况提供了性能优势,在问题中可能更接近于大多数情况,在大多数情况下,有人可能会急切地通过使用它来“优化”。希望这两段代码一起显示整个 stackalloc
可以提升性能,但也会严重损害性能。
一般来说,你甚至不应该考虑 stackalloc
除非您无论如何都需要使用固定内存与非托管代码进行交互,否则应将其视为 fixed
的替代方案。而不是一般堆分配的替代方案。在这种情况下使用仍然需要谨慎,开始前要深思熟虑,完成后进行分析。
在其他情况下使用可能会带来好处,但它应该远远低于您要尝试的性能改进列表。
编辑:
回答问题的第 1 部分。 Stackalloc 在概念上与您描述的差不多。它获得堆栈内存的一 block ,然后返回指向该 block 的指针。它不会检查内存是否适合这样,而是如果它试图将内存获取到堆栈的末尾 - 这在线程创建时受 .NET 保护 - 那么这将导致操作系统向运行时返回异常,然后它变成 .NET 托管异常。如果您只是在具有无限递归的方法中分配一个字节,就会发生同样的情况——除非对调用进行优化以避免堆栈分配(有时可能),否则一个字节最终加起来足以触发堆栈溢出异常。
关于C# 和.NET : stackalloc,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/8472655/