C++ Smart Pointer Leistung

Question

Wie viel kostet die Verwendung von Smartpointern, insbesondere boost :: shared_ptr, im Vergleich zu bloßen Zeigern in Bezug auf Zeit und Speicher? Sind bare Pointer besser für leistungsintensive Teile von Gaming/Embedded Systemen geeignet? Würden Sie bare Pointer oder Smartpointer für leistungsintensive Komponenten empfehlen?

Answer 1

Dereferenzierung intelligente Zeiger typischerweise trivial ist, sicherlich für Auftrieb im Release-Modus. Alle Boost-Prüfungen sind zur Kompilierungszeit. (Intelligente Zeiger könnten theoretisch cleveres Zeug über Threads hinweg machen). Dies führt immer noch zu vielen anderen Operationen. Nicola erwähnte Konstruktion, Kopie und Zerstörung. Dies ist jedoch nicht das komplette Set. Andere wichtige Operationen sind Swapping, Zuweisung und Zurücksetzen auf NULL. Grundsätzlich jede Operation, die Intelligenz erfordert.

Beachten Sie, dass einige dieser Operationen von einigen Smartpointern ausgeschlossen sind. Z.B. boost::scoped_ptr kann nicht einmal kopiert, geschweige denn zugewiesen werden. Da weniger Operationen erforderlich sind, kann die Implementierung für diese weniger Methoden optimiert werden.

In der Tat, mit TR1 kommt, ist es ziemlich wahrscheinlich, dass Compiler besser mit intelligenten Zeigern als rohen Zeigern tun können. Z.B. Es ist möglich, dass ein Compiler beweisen kann, dass ein intelligenter nicht kopierbarer Zeiger in einigen Situationen kein Alias ​​ist, nur weil er nicht kopierbar ist. Denken Sie darüber nach: Aliasing tritt auf, wenn zwei Zeiger erstellt werden, die auf dasselbe Objekt zeigen. Wenn der erste Zeiger nicht kopiert werden kann, wie würde dann ein zweiter Zeiger auf dasselbe Objekt zeigen? (Es gibt auch andere Möglichkeiten - Operator * muss einen lvalue zurückliefern)

Answer 2

Boost bieten verschiedene Smartpointer. Im Allgemeinen sollten sowohl die Speicherbelegung, die je nach Art des Smartpointers variiert, als auch die Leistung kein Problem darstellen. Für einen Leistungsvergleich können Sie diese http://www.boost.org/doc/libs/1_37_0/libs/smart_ptr/smarttests.htm überprüfen.

Wie Sie sehen können, werden nur Konstruktion, Kopie und Zerstörung für den Leistungsvergleich berücksichtigt, was bedeutet, dass die Dereferenzierung eines intelligenten Zeigers angeblich die gleichen Kosten wie die eines rohen Zeigers hat.

Der folgende Ausschnitt zeigt, dass es keine Performance-Verlust ist durch eine shared_ptr<> anstelle eines Rohzeiger mit:

#include <iostream> 
#include <tr1/memory> 

int main() 
{ 
#ifdef USE_SHARED_PTR 
    std::tr1::shared_ptr<volatile int> i(new int(1)); 
#else 
    volatile int * i = new int(1); 
#endif 

    long long int h = 0; 

    for(long long int j=0;j < 10000000000LL; j++) 
    { 
     h += *i; 
    } 

    std::cout << h << std::endl; 
    return 0; 
} 

Answer 3

Smart-Pointer mit Referenzzählung (der gebräuchlichste Typ) kosten nur mehr, wenn Sie sie kopieren, erstellen und löschen. Diese zusätzlichen Kosten können erheblich sein, wenn Sie viel kopieren, da die meisten davon Thread-sicher sind.

Wenn Sie nur einen "Auto-Löschen" -Zeiger wollen, gibt es die viel verleugnete auto_ptr, oder die neue und glänzende (aber nicht viel unterstützt noch) unique_ptr von C++ 0x.

Answer 4

Als ich das letzte Mal mit VC6 getestet habe, war der Compiler nicht in der Lage, den Code mit einem intelligenten Zeiger zu optimieren, so wie es mit einem rohen Zeiger möglich wäre. Die Dinge könnten sich seitdem geändert haben.

Answer 5

Die einzige Möglichkeit, mit Leistungsproblemen umzugehen, besteht darin, den Code zu profilieren. Der größte Teil von Leistungsproblemen wird sowieso vorgestellt; Nur das Profiling zeigt Ihnen, wo Ihre Engpässe liegen.

Wenn es sich herausstellt, dass die Verwendung von Smartpointern einen Engpass erzeugt, wo rohe Pointer keine sind, verwenden Sie rohe Pointer! Bis dahin würde ich mir nicht zu viele Sorgen machen; Die meisten Operationen mit intelligenten Zeigern sind ziemlich schnell. Sie werden Strings wahrscheinlich zu oft (oder so ähnlich) vergleichen, damit sie wichtig sind.

Answer 6

Es gibt ein oft übersehenes Zwischenhaus zwischen einem "manuell" verwalteten std::vector<T*> (dh rohe Zeiger) und einem std::vector<boost::shared_ptr<T> >, in Form der boost::ptr_container Klassen.

Diese kombinieren die Leistung eines Rohzeiger Behälter mit dem Komfort eines Behälters von Smart Pointer (dh sie bieten die Funktionalität Menschen STL-Container von std::auto_ptr möchten bieten, if that worked).