Objective-C 运行时性能损失的细节答案

【问题标题】：Specifics of Objective-C runtime performance penaltiesObjective-C 运行时性能损失的细节
【发布时间】：2011-04-20 23:43:04
【问题描述】：

我一直在尝试使用 Objective-C（特别是 GNU 运行时，我没有使用 GNUStep 或类似的东西）来用对象扩展 C。到目前为止它进展顺利 - 它运行良好，我真的很喜欢语法，但是从我一直在阅读的内容来看，使用 Objective-C 对象会降低性能。

我通常不会过早地进行优化，但我正在开发一款游戏，因此性能最终会变得相当关键 - 我想知道我自己在做什么！有几个人建议，只要我最里面的循环是用标准 C 编写的，我就可以在游戏中使用 Objective-C，但问题是找到我应该进行切换的点。

所以我的问题是双重的：

我的猜测是，在 Objective-C 对象上调用方法会招致惩罚，但我不确定还有什么——取消引用 Objective-C 对象会招致类似的惩罚吗？

int a = myobj->a;

使用try-catch-finally 怎么样 - 在没有抛出异常的情况下这会导致性能损失吗？

我意识到在某种程度上我可以使用基准测试自己解决大部分问题，但我对此相对较新，我希望更深入地了解 Objective-C 的工作原理以及任何性能损失的性质.

目前我对 C++ 不感兴趣，我只是在尝试使用 Objective-C。

【问题讨论】：

关于调用 Objective-C 方法的开销还有另一个 Stack Overflow 问题。该问题链接到两篇关于消息发送的好博文——一篇由 bbum 撰写，另一篇由 Mike Ash 撰写：iOS: What is the processing overhead in invoking an Objective-C method?。
Mike Ash 有另一篇文章比较了基于 IMP 的调用、C++ 虚方法调用、Objective-C 消息发送等操作的性能：Performance Comparisons of Common Operations, Leopard Edition。

【解决方案1】：

所以我的问题是双重的：

究竟什么会导致性能损失？（所以我知道我应该避免什么）

这种性能损失大概有多大？（所以我可以提前猜测我的游戏的哪些部分需要用 C 编写）

（我的苹果实现的基础：）

在大多数情况下，最大的惩罚是每个实例方法（消息传递）都是动态调用

此调用/消息的成本大约是 c++ 虚拟调用的 4 倍。

这些调用可能不会被优化掉（除非有人对 JIT/HotSpot 进行了很好的实现），并且与 c 或 c++ 不同，这些方法可能不会被内联。

但不仅仅是消息传递：

您的对象将被引用计数分配。这意味着：大量锁定和许多单独的小分配，以及用于 ref 计数的原子。

objc_msgSend 和变体（运行时消息传递实现的核心）可能仅占用 10% 的执行时间（极端现实世界的情况）。

它也可以增加二进制大小。

惯用用法使其在许多领域的速度比 c++ 或 c 的速度更进一步。（例如，考虑如何传递/处理数字）。

花费多少取决于方法的大小。好 ood 意味着您的方法通常会很短。您最终会收到大量消息和显着的重量（如果要实现高性能），或者会影响您的设计。

还有一些其他的陷阱，比如在实时应用中。

int a = myobj->a;

与 c 相比没有差异

...例外情况...

(iirc) 苹果以前的异常模型过去使用昂贵的设置，现在它们沿着 c++ 的零成本异常的路线（优化了异常不会定期抛出，并且在进入/设置时边缘化，但抛出/捕获成本很高)。

如果性能真的很重要，我会避免使用 c++。它有很多功能和速度。您需要做一些工作才能获得 objc 的一些便利——其中大部分在于可用的库，而不是语言。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果我是你，我会编写一个原型，给它一个实际的工作量，然后找出其中的哪些部分存在问题。 Here's an example of what I mean.

换句话说，您可能会得到告诉您某某是“有效”或“无效”的答案，但它是否真的适用于您的情况是一个总的 WAG。所以要做的就是尝试一下，让程序自己告诉你哪些部分需要更好的东西。

【讨论】：