快取友善與快取不友善程式碼：綜合指南
「快取不友善」與「快取不友善」之間有什麼區(qū)別“緩存友好”代碼？
程式碼與快取互動(dòng)的效率顯著影響其效能?？烊〔挥焉频某淌酱a會(huì)導(dǎo)致頻繁的快取未命中，從而導(dǎo)致資料檢索不必要的延遲。相比之下，快取友善的程式碼可以最大限度地提高快取利用率，從而減少快取未命中並提高效能。
如何寫(xiě)快取高效的程式碼
最佳化快取程式碼效率，考慮以下原則：
1.了解記憶體層次結(jié)構(gòu)：
現(xiàn)代電腦採(cǎi)用記憶體層次結(jié)構(gòu)，其中暫存器最快，DRAM 最慢。緩存以不同的速度和容量彌補(bǔ)了這一差距。快取在減少延遲方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而延遲是無(wú)法透過(guò)增加頻寬來(lái)克服的。
2.局部性原理：
快取友善的程式碼利用了局部性原理，這表明經(jīng)常存取的資料很可能很快就會(huì)再次存取。透過(guò)利用時(shí)間和空間局部性的方式組織數(shù)據(jù)，可以最大限度地減少快取未命中。
3.使用快取友善的資料結(jié)構(gòu)：
資料結(jié)構(gòu)的選擇可以顯著影響快取利用率。考慮像 std::vector 這樣的資料結(jié)構(gòu)，它連續(xù)儲(chǔ)存元素，或 std::array，它提供比 std::vector 更有效的記憶體管理。
4。利用資料的隱式結(jié)構(gòu)：
了解資料的底層結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行最佳化。例如，在二維數(shù)組中，與行優(yōu)先排序（例如 C 使用）相比，列優(yōu)先排序（例如 Fortran 使用）可以最佳化快取利用率。這是因?yàn)榇嫒∫粤袃?yōu)先順序連續(xù)儲(chǔ)存的元素可以更有效地利用快取行。
5.避免不可預(yù)測(cè)的分支：
分支使編譯器最佳化快取程式碼變得困難。基於循環(huán)索引或其他模式的可預(yù)測(cè)分支優(yōu)於不可預(yù)測(cè)分支，以最大化快取使用率。
6.限制虛擬函數(shù)呼叫：
在 C 中，如果過(guò)度使用虛擬函數(shù)，可能會(huì)導(dǎo)致查找期間快取未命中。具有可預(yù)測(cè)呼叫模式的非虛擬方法的快取效能通常會(huì)更好。
7。注意錯(cuò)誤共用：
在多核心環(huán)境中，當(dāng)快取行包含不同處理器頻繁存取的共用資料時(shí)，可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤共用。當(dāng)多個(gè)處理器覆蓋共享資料時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致快取未命中。適當(dāng)?shù)挠洃涹w對(duì)齊可以緩解這個(gè)問(wèn)題。
結(jié)論：
編寫(xiě)快取高效的程式碼需要了解記憶體層次結(jié)構(gòu)和資料局部性。透過(guò)實(shí)施上述原則和技術(shù)，開(kāi)發(fā)人員可以優(yōu)化程式碼以更好地利用緩存，從而提高效能並減少延遲。
以上是快取友善與快取不友善的程式碼：有什麼區(qū)別以及如何編寫(xiě)快取高效的程式碼？的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！
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