C++返回值與異常性能

Question

某處我已經讀過，現代英特爾處理器具有用於實現異常的低級硬件，大多數編譯器都利用它，使異常變得比使用變量返回結果狀態更快。

這是真的嗎？就返回狀態/響應狀態而言，異常比變量更快？閱讀堆棧溢出的話題似乎與此相矛盾。

謝謝

Answer 1

我不知道你在哪裏閱讀這個，但它肯定是不正確的。沒有硬件設計師會做出特殊情況，這種情況根據定義不常見，比正常情況下工作更快。另外請記住，根據TIOBE是最流行的系統語言的C，甚至不支持異常。對於ONE語言的異常處理來說，處理器的優化似乎極不可能，而編譯器的實現甚至不是標準化的。

即使異常情況比較快，您仍然不應該在預期目的之外使用它們，以免混淆世界上其他程序員。

Answer 2

不，沒有什麼比將變量粘貼到寄存器更快。即使有明確的硬件支持，異常仍然需要諸如內存訪問之類的東西。

C++異常大部分都不能以這種方式實現，因爲C++要求堆棧被解開並且對象被破壞。

Answer 3

請注意，術語「異常處理程序」中存在不明確之處。我相信你會發現硬件人們談論的異常時是指類似於：

1. 硬件中斷，又名信號，其處理有時被稱爲異常處理（見http://pages.cs.wisc.edu/~smoler/x86text/lect.notes/interrupts.html）
2. 機器檢查異常，其中停止計算機如果硬件出了問題（請參閱http://en.wikipedia.org/wiki/Machine_Check_Exception）

這兩者都與C++的異常處理工具無關。作爲一個反例，我至少有一個軼事數據點，例外情況比返回代碼慢得多：那是在Intel硬件上，但是使用gcc 2.95和一個非常大的一組代碼以及一個非常大的異常表，這是在第一次拋出異常時構建的。隨後的例外情況很快，但到那時通常會造成損害。無可否認，gcc 2.95是相當古老的，但它應該足以讓你警惕關於C++異常處理速度的概括，即使在Intel硬件上也是如此。

Answer 4

即使它們速度更快，也不應該將它們用於非特殊情況以外的任何其他用途。如果你濫用它們，你會使你的程序更難調試。在gdb中，您可以執行「catch throw」，並輕鬆找出程序出錯的位置並拋出異常，但如果您將異常作爲常規處理的一部分拋出，則不會發生。

Answer 5

答案在技術上是正確的，但高度誤導。

問題的核心是觀察到異常是例外。他們通常不會發生。當您返回錯誤代碼時，情況並非如此。這種情況總是會發生的，即使沒有錯誤。在這種情況下，功能還有返回0，或true，或-1，或...

現在，這意味着CPU和編譯器可以專門優化，通過異常失敗的功能。但是重要的是要實現他們優化哪些，這是非故障，非例外的情況 - 以特殊情況爲代價。

一旦我們意識到這一點，我們可以看看編譯器和CPU如何優化這種情況。一種常見的方法是將異常代碼與正常代碼分開。因此，該代碼通常不會在CPU緩存中結束，因此可以包含更多有用的代碼。實際上，異常代碼可能根本不會在RAM中結束，並保留在磁盤上。

另一個支持機制是CPU分支預測器。它會記住導致異常代碼的分支通常不會被採用，因此預測下次它們不被採用。編譯器甚至可以把它作爲提示。但是，這個提示功能在英特爾奔騰4之後就被拋棄了;現代CPU預測分支不夠好。

Answer 6

你的問題有點不清楚，因爲你通過實施例外意味着包括三個方面：

• 輸入一個try塊。這可以有沒有成本，但往往使throw更昂貴。有a more specific question about this on SO。
• 執行throw。有a more specific question about this on SO。
• 展開堆棧以從throw到catch，並將錯誤處理代碼（在catch中）加載到CPU高速緩存中。您應該忽略這一成本，因爲如果使用狀態代碼而不是例外情況，則必須支付此成本。