가상 함수의 오버 헤드 테스트

Question

한 수준의 단일 상속에서 가상 함수의 오버 헤드를 결정하기위한 (아마도 매우 비과학적인) 작은 테스트를 설정했고, 얻은 결과는 파생 함수에 액세스 할 때 정확히 동일했습니다 클래스를 다형 적으로 또는 직접 액세스 할 때. 약간의 놀라운 점은 함수가 가상으로 선언 될 때 도입 된 계산 시간의 크기의 순서 (아래 결과 참조)였습니다.

멤버 함수를 선언 할 때 오버 헤드가 많이 발생하며 파생 클래스에 직접 액세스 할 때도 여전히 왜 존재합니까? 다음과 같이

코드는 다음과 같습니다

class base 
{ 
public: 
    virtual ~base() {} 
    virtual uint func(uint i) = 0; 
}; 

class derived : public base 
{ 
public: 
    ~derived() {} 
    uint func(uint i) { return i * 2; } 
}; 

uint j = 0; 
ulong k = 0; 
double l = 0; 
ushort numIters = 10; 
base* mybase = new derived; // or derived* myderived = ... 

for(ushort i = 0; i < numIters; i++) 
{ 
    clock_t start2, finish2; 
    start2 = clock(); 

    for (uint j = 0; j < 100000000; ++j) 
     k += mybase->func(j); 

    finish2 = clock(); 
    l += (double) (finish2 - start2); 
    std::cout << "Total duration: " << (double) (finish2 - start2) << " ms." << std::endl; 

} 

std::cout << "Making sure the loop is not optimized to nothing: " << k << std::endl; 
std::cout << "Average duration: " << l/numIters << " ms." << std::endl; 

결과 :

base* mybase = new derived;가 ~ 338 밀리의 평균을 제공합니다.

derived* myderived = new derived;은 평균 ~ 338ms를 제공합니다.

상속을 제거하고 가상 함수를 제거하면 평균 ~ 38 ms가됩니다.

거의 10 배 적습니다. 그래서 기본적으로 어떤 함수가 가상으로 선언된다면 비록 그것이 다형 적으로 사용되지 않더라도 오버 헤드는 항상 동일하게 존재할 것입니다.

감사합니다.

Answer 1

"직접"액세스하는 것은 "간접적으로"액세스하는 것과 동일한 작업을 수행합니다.

myderived에서 함수를 호출하면 거기에 저장된 포인터가 derived에서 파생 된 일부 클래스의 개체를 가리킬 수 있습니다. 컴파일러는 실제적으로 derived 객체라고 추측 할 수 없으며 가상 함수를 재정의하는 추가 파생 클래스의 객체 일 수 있으므로 mybase 경우와 같이 가상 함수 디스패치가 필요합니다. 두 경우 모두 가상 함수 표가 호출되기 전에 함수가 조회됩니다.

포인터를 사용하지 않는 기능 비 다형를 호출하려면 : 당신은 기본적으로 간단한 루프를 끝낼 수 있도록 가상 기능을 제거하면

derived myderived; 
myderived.func(1); 

, 컴파일러는 함수 호출을 인라인 할 수 있습니다 : 당신이 100,000,000 함수 호출의 오버 헤드를 저장하고 컴파일러도 거기에 함수 호출이 있다면 그렇지 않은 것 방법으로 더 루프를 최적화 할 수있을 것 때문에

for (uint j = 0; j < 100000000; ++j) 
    k += i * 2; 

이 훨씬 빠릅니다.

함수가 실제 작업을 수행하면 인라인 버전과 가상 함수 호출 간의 차이가 훨씬 줄어 듭니다. 이 예제에서 함수 본문은 거의 시간이 필요하지 않으므로 함수를 호출하는 데 드는 비용이 본문을 실행하는 데 드는 비용보다 큽니다.

Answer 2

가상 기능 비용은 기본적으로 들지 않습니다. 실제 성능 문제는 불필요한 호출 트리가 문제라고 생각하지 않는 일을 수행하여 발생합니다.

내가 찾는 방법은 디버거에서 앱을 여러 번 일시 중지하고 호출 스택을 포함하여 상태를 검사하는 것입니다. Here's an example은 43x 속도 향상을 위해이 방법을 사용하고 있습니다.