std::make_unique 导致大幅减速？

Question

我最近开始使用 C++14 而不是 C++11 对我的 C++ 代码库进行现代化改造。

在用 C++14 中的 std::make_unique 替换单个出现的 std::unique_ptr.reset(new ...) 后，我意识到我的测试套件（由大约 30 个 C++ 测试程序组成）运行速度慢了大约 50%。

旧的 C++11 代码（快速）：

class Foo
{
  public:
    Foo(size_t size)
    {
        array.reset(new char[size]);
    }
  private:
    std::unique_ptr<char[]> array;
};

新的 C++14 代码（慢）：

class Foo
{
  public:
    Foo(size_t size)
    {
        array = std::make_unique<char[]>(size);
    }
  private:
    std::unique_ptr<char[]> array;
};

使用带有std::make_unique 的 C++14 代码时，GCC 和 Clang 的运行速度要慢得多。当我使用 valgrind 测试两个版本时，它报告 C++11 和 C++14 代码使用相同数量的分配和相同数量的分配内存，并且没有内存泄漏。

当我查看上面生成的测试程序程序集时，我怀疑使用 std::make_unique 的 C++14 版本会在使用 memset 分配后重置内存。 C++11版本不这样做：

C++11 程序集（GCC 7.4、x64）

main:
sub rsp, 8
movsx rdi, edi
call operator new[](unsigned long)
mov rdi, rax
call operator delete[](void*)
xor eax, eax
add rsp, 8
ret

C++14 程序集（GCC 7.4、x64）

main:
push rbx
movsx rbx, edi
mov rdi, rbx
call operator new[](unsigned long)
mov rcx, rax
mov rax, rbx
sub rax, 1
js .L2
lea rax, [rbx-2]
mov edx, 1
mov rdi, rcx
cmp rax, -1
cmovge rdx, rbx
xor esi, esi
call memset
mov rcx, rax
.L2:
mov rdi, rcx
call operator delete[](void*)
xor eax, eax
pop rbx
ret

问题：

初始化内存是std::make_unique 的已知功能吗？如果不是，还有什么可以解释我遇到的性能下降？

Answer 1

初始化内存是std::make_unique 的已知功能吗？

这取决于您所说的“已知”是什么意思。但是，是的，这就是您的案例之间的区别。来自cppreference，make_unique<T>(size) 调用：

unique_ptr<T>(new typename std::remove_extent<T>::type[size]())
//                                                         ~~~~

就是这样specified。

new char[size] 分配内存并默认初始化它。 new char[size]() 分配内存并对其进行值初始化，在char 的情况下为零初始化。默认情况下，标准库中的很多东西都会值初始化而不是默认初始化。

同样，make_unique<T>() 提供 new T() 而不是 new T...make_unique<char>() 给你 0，new char 给你一个不确定的值。

作为一个类似的例子，如果我想将 vector<char> 调整为给定大小的 未初始化 缓冲区（立即被其他东西填充），我必须使用我自己的分配器或使用不是 char 的类型，这与它的初始化有关。

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C++20 将引入新的辅助函数来缓解这个问题，感谢P11020R1：

• make_unique_default_init
• make_shared_default_init
• allocate_shared_default_init

而make_unique<T>() 会做new T()，而这些会做new T。也就是说，没有额外的归零。在 OP 的具体情况下，std::make_unique_default_init<char[]>(size) 就是你想要的。