programming-languages - 为什么尽可能避免指令分支是好的？

Question

我经常读到，从性能的角度来看，分支很糟糕，有点在汇编指令级别，很糟糕。但我还没有真正明白为什么会这样。所以为什么？

Answer 1

大多数现代处理器 prefetch说明甚至 speculatively execute在代码流到达该指令之前。有一个分支意味着突然有两条不同的指令可能是下一条指令。至少有三种可能的方式可以与预取交互:

不预取分支后的指令。 instruction pipeline变空，处理器必须在最后一刻提取下一条指令时等待，从而降低性能。

处理器可以猜测将采用哪个分支( branch prediction )并预取并执行适当的指令。如果它猜测到错误的分支，它将不得不放弃已完成的工作，并等待获取正确的指令。

处理器可以获取并执行两个分支，然后丢弃未采用的分支的结果。

根据处理器和特定代码，与没有分支的等效代码相比，分支可能会也可能不会产生显着的性能影响。如果执行代码的处理器使用分支预测(大多数都这样做)并且主要针对特定​​代码段进行正确猜测，则可能不会对性能造成显着影响。另一方面，如果它主要猜测不正确，则可能会大大减慢速度。

对于特定的代码段，很难预测删除分支是否会显着加快代码速度。在进行微优化时，最好测量两种方法的性能而不是猜测。