c++ - 为什么 std::function 太慢是因为 CPU 无法利用指令重新排序？

Question

<分区>

Answer 1

包装到 std::function 中的代码总是比将代码直接内联到调用位置慢。特别是如果您的代码非常短，例如 3-5 条 CPU 指令。

如果您的函数代码非常大，有数百条指令，那么使用 std::function 或其他一些调用/包装代码的机制将没有区别。

std::function 代码不是内联的。使用 std::function 包装器的速度开销与在类中使用虚拟方法几乎相同。不仅如此，std::function 机制看起来非常像虚拟调用机制，在这两种情况下，代码都不是内联的，而是使用指向代码的指针通过汇编程序的 call 指令调用它。

如果您真的需要速度，请使用 lambda 并将它们作为模板化参数传递，如下所示。如果可能，Lambda 总是内联的(如果编译器决定它会提高速度)。

Try it online!

#include <functional>

template <typename F>
void __attribute__((noinline)) use_lambda(F const & f) {
    auto volatile a = f(13); // call f
    // ....
    auto volatile b = f(7); // call f again
}

void __attribute__((noinline)) use_func(
        std::function<int(int)> const & f) {
    auto volatile a = f(11); // call f
    // ....
    auto volatile b = f(17); // call f again
}

int main() {
    int x = 123;
    auto f = [&](int y){ return x + y; };
    use_lambda(f); // Pass lambda
    use_func(f); // Pass function
}

如果您查看上面示例的汇编代码(点击上面的在线试用链接)，您可以看到 lambda 代码是内联的，而 std::function 代码不是。

模板参数总是比其他解决方案更快，您应该始终在任何需要多态性同时具有高性能的地方使用模板。