代码顺序和性能答案

【问题标题】：Order of the code and performance代码顺序和性能
【发布时间】：2017-05-27 06:55:56
【问题描述】：

我想找出哪个更快：struct vs array。所以我编写了一个 GO 代码，其中我将 4 个 int 值（1、2、3 和 4）写入结构的成员，然后写入长度为 4 的数组。我试图找出写入所需的时间。

案例 1：首先，我将值写入结构，然后写入数组。在这里我发现数组比结构更快。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type abc struct {
    a, b, c, d int
}

func main() {

    var obj abc

    t1 := time.Now()
    obj.a = 1
    obj.b = 2
    obj.c = 3
    obj.d = 4
    t2 := time.Since(t1)

    fmt.Println("Struct access time: : ", t2)

    a := make([]int, 4)
    t3 := time.Now()
    a[0] = 1
    a[1] = 2
    a[2] = 3
    a[3] = 4
    t4 := time.Since(t3)

    fmt.Println("Array access time: : ", t4)

}

案例2：其次，我将值写入数组，然后写入结构。在这里我发现结构比数组快。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type abc struct {
    a, b, c, d int
}

func main() {

    var obj abc

    a := make([]int, 4)
    t3 := time.Now()
    a[0] = 1
    a[1] = 2
    a[2] = 3
    a[3] = 4
    t4 := time.Since(t3)

    fmt.Println("Array access time: : ", t4)

    t1 := time.Now()
    obj.a = 1
    obj.b = 2
    obj.c = 3
    obj.d = 4
    t2 := time.Since(t1)

    fmt.Println("Struct access time: : ", t2)

}

为什么性能取决于我先写的内容？我首先写的那个似乎比较慢。为什么会这样？

【问题讨论】：

标签： performance go struct slice benchmarking

【解决方案1】：

第一次运行任何代码可能会有一些（显着的）开销，例如相关代码可能会被加载，许多事情可能会被推迟到需要时（例如内部缓冲区）。再次运行相同的东西可能需要更少的时间，差异甚至可能是几个数量级。

当你想测量执行时间时，你应该多次运行它，测量多次运行的执行时间，并计算平均时间。出于上述原因，从计算中排除前（一些）运行也是一个好主意。

在 Go 中，最好和最简单的方法是使用测试文件和基准函数。阅读testing的包文档了解更多细节和示例。

您的案例可以这样进行基准测试：

package main

import "testing"

type abc struct {
    a, b, c, d int
}

func BenchmarkSlice(b *testing.B) {
    a := make([]int, 4)
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        a[0] = 1
        a[1] = 2
        a[2] = 3
        a[3] = 4
    }
}

func BenchmarkStruct(b *testing.B) {
    a := abc{}
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        a.a = 1
        a.b = 2
        a.c = 3
        a.d = 4
    }
}

将其保存到something_test.go 之类的文件中，使用go test -bench . 运行它。输出：

BenchmarkSlice-4        2000000000           1.24 ns/op
BenchmarkStruct-4       2000000000           0.31 ns/op

您可以看到使用结构体的速度大约快 4 倍。如果您对基准函数重新排序，您将获得相似（非常接近）的结果。

【讨论】：

在您的基准测试中，struct 比 slice 快。在结论中，你写的正好相反。
@icza 我明白你说的。我希望两个代码都运行相同。不是所有指令（数组和结构）都像 STR
。所以两者必须有相同的执行时间
@Jsmith slice 版本还包括处理索引值和潜在的边界检查，而 struct 版本没有。
我刚刚阅读了生成的代码。因为编译器确切地知道切片有多大，所以边界检查被忽略了。实际发生的是，对结构的写入完全消除了，我假设通过死存储消除，而对切片的写入则没有。使结构全局禁用死存储消除并且两者执行完全相同。
@Art 我猜你的答案是正确的。您可以将其添加为答案吗？

【解决方案2】：

另一个答案解释了时间差异，让我们进入结构与切片。

如果编译器可以在编译时确定切片足够大，则访问切片和结构的元素将生成相同的代码。当然，实际上，编译器通常不知道切片有多大，并且根据您使用的是结构还是切片，将应用完全不同的优化，因此要衡量性能，您必须查看整体程序及其行为，而不仅仅是一个特定的操作。

【讨论】：