在C++中測量異常處理開銷

Question

在C++中測量異常處理開銷/性能的最佳方法是什麼？

請給出獨立代碼示例。

我針對Microsoft Visual C++ 2008和gcc。

我需要從以下情況下得到的結果：當沒有try/catch塊當有try/catch塊，但異常不拋出

開銷時

架空

1. 開銷拋出異常

Answer 1

建議：在引發異常時不要打擾太多的開銷。異常處理實現通常不會很快並且很慢。沒關係，因爲這些情況是非常特殊的。

卡爾

Answer 2

這是我想出的測量代碼。你看到它有什麼問題嗎？

在Linux和Windows，到目前爲止，編譯：

g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ] 

或例如Visual C++ Express。在MSVC

g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ] -fno-exceptions -DNO_EXCEPTIONS 

或類似的設置：

要得到基本情況（「異常支持的語言完全刪除」），使用。

一些初步結果here。由於機器負載的變化，它們可能都很麻煩，但它們確實給出了一些有關異常處理開銷的想法。 （內容提要：沒有或很少在沒有拋出異常，巨大時，他們實際上都扔。）

#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 
} 

Answer 3

有以meassure，在代碼中沒有真正的好辦法。你需要使用一個分析器。

這不會直接向您顯示在異常處理上花了多少時間，但通過一點研究，您將瞭解哪些運行時方法處理異常（例如，對於VC++ .NET，它是__cxx_exc [.. 。]）。

增加他們的時間，你有開銷。在我們的項目中，我們使用了來自Intel的vTunes，它與Visual C++和gcc一起工作。

編輯：好吧，如果你只需要一個可能工作的通用數字。以爲你有一個真正的應用程序來配置你不能關閉異常的地方。

Answer 4

draft Technical Report on C++ Performance的第5.4節完全致力於異常的開銷。

Answer 5

有關異常處理性能的另一個注意事項：簡單測試不考慮高速緩存。 try-code和catch-code都很小，一切都適合指令和數據緩存。但是編譯器可能會嘗試將catch代碼從try-code移開，這會減少正常保存在cache中的代碼量，從而提高性能。

如果您將異常處理與傳統的C樣式返回值檢查進行比較，那麼也應該考慮此緩存效果（在討論中通常會忽略此問題）。

卡爾

Answer 6

不會答案取決於什麼清理已發生的拐的結果呢？如果拋出一個引起整個負載的對象超出堆棧的範圍，那麼這會增加開銷。

換句話說，我不確定是否對第三個問題的答案獨立於代碼的具體情況。

Answer 7

Kevin Frei在他的發言「The Cost of C++ Exception Handling on Windows」中討論了異常處理性能成本。 （在「摘要&結論」中有一個列表項目指出「異常處理性能成本並非總是可測量的」。）

Answer 8

有關g ++如何處理異常的完整詳細信息，請參閱here。它將其描述爲用於Itanium體系結構，但所用的一般技術是相同的。它不會告訴你在時間上的確切開銷，但是你可以收集粗略的代碼開銷。