【发布时间】：2010-09-07 18:43:18
【问题描述】：
在 C++ 中衡量异常处理开销/性能的最佳方法是什么？
请提供独立的代码示例。
我的目标是 Microsoft Visual C++ 2008 和 gcc。
我需要从以下情况中获取结果：
- 没有 try/catch 块时的开销
- 存在 try/catch 块但未引发异常时的开销
- 抛出异常时的开销
【问题讨论】：
标签： c++ performance exception visual-c++ gcc
【发布时间】：2010-09-07 18:43:18
【问题描述】：
here 显示了有关 g++ 如何处理异常的完整详细信息。它将它描述为适用于 Itanium 架构，但是使用的一般技术是相同的。它不会告诉您确切的时间开销，但是您可以收集粗略的代码开销。
【讨论】：
Kevin Frei 在他的演讲“The Cost of C++ Exception Handling on Windows”中谈到了异常处理的性能成本。 （在“摘要和结论”下，有一个列表项显示“[异常处理性能成本] 并不总是可衡量的”。）
【讨论】：
答案难道不取决于投掷后必须进行的清理工作吗？如果抛出异常导致整个对象负载超出堆栈范围，那么这将增加开销。
换句话说，我不确定第三个问题是否有独立于代码细节的答案。
【讨论】：
-
好点，我想知道有多少测试没有考虑到销毁这些对象所花费的时间，编码版本无一例外，它分布在更多例程中。
关于异常处理性能的另一个说明：简单测试不考虑缓存。 try-code 和 catch-code 都非常小，以至于所有内容都适合指令和数据缓存。但是编译器可能会尝试将 catch-code 远离 try-code，这会减少正常保留在缓存中的代码量，从而提高性能。
如果将异常处理与传统的 C 风格的返回值检查进行比较，这种缓存效果也应该被考虑在内（这个问题在讨论中通常被忽略）。
卡尔
【讨论】：
在代码中没有真正好的方法来衡量这一点。您需要使用分析器。
这不会直接向您显示异常处理花费了多少时间，但通过一些研究您会发现哪些运行时方法处理异常（例如对于 VC++.NET，它是 __cxx_exc[... ])。
把他们的时间加起来，你就有了开销。在我们的项目中，我们使用了 Intel 的 vTunes，它可以与 Visual C++ 和 gcc 一起使用。
编辑：好吧，如果您只需要一个可能有用的通用数字。以为你有一个实际的应用程序来分析你不能只关闭异常的地方。
【讨论】：
draft Technical Report on C++ Performance 的第 5.4 节完全致力于异常的开销。
【讨论】：
-
这可以通过在答案中引用相关内容来改进，以防链接失效。
-
如果“完全投入”是指大量文本和零数据，那么是的。
这是我想出的测量代码。你觉得它有什么问题吗？
目前在 Linux 和 Windows 上工作，编译：
g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ]
或者例如Visual C++ Express。
要获得基本情况（“完全从语言中删除异常支持”），请使用：
g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ] -fno-exceptions -DNO_EXCEPTIONS
或 MSVC 中的类似设置。
一些初步结果here。由于不同的机器负载，它们可能都是 hokey，但它们确实提供了一些关于相对异常处理开销的想法。 （执行摘要：没有抛出异常时没有或很少，实际抛出异常时是巨大的。）
#include <stdio.h>
// Timer code
#if defined(__linux__)
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
double time()
{
timeval tv;
gettimeofday(&tv, 0);
return 1.0 * tv.tv_sec + 0.000001 * tv.tv_usec;
}
#elif defined(_WIN32)
#include <windows.h>
double get_performance_frequency()
{
unsigned _int64 frequency;
QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER*) &frequency); // just assume it works
return double(frequency);
}
double performance_frequency = get_performance_frequency();
double time()
{
unsigned _int64 counter;
QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*) &counter);
return double(counter) / performance_frequency;
}
#else
# error time() not implemented for your platform
#endif
// How many times to repeat the whole test
const int repeats = 10;
// How many times to iterate one case
const int times = 1000000;
// Trick optimizer to not remove code
int result = 0;
// Case 1. No exception thrown nor handled.
void do_something()
{
++result;
}
void case1()
{
do_something();
}
// Case 2. No exception thrown, but handler installed
#ifndef NO_EXCEPTIONS
void do_something_else()
{
--result;
}
void case2()
{
try
{
do_something();
}
catch (int exception)
{
do_something_else();
}
}
// Case 3. Exception thrown and caught
void do_something_and_throw()
{
throw ++result;
}
void case3()
{
try
{
do_something_and_throw();
}
catch (int exception)
{
result = exception;
}
}
#endif // !NO_EXCEPTIONS
void (*tests[])() =
{
case1,
#ifndef NO_EXCEPTIONS
case2,
case3
#endif // !NO_EXCEPTIONS
};
int main()
{
#ifdef NO_EXCEPTIONS
printf("case0\n");
#else
printf("case1\tcase2\tcase3\n");
#endif
for (int repeat = 0; repeat < repeats; ++repeat)
{
for (int test = 0; test < sizeof(tests)/sizeof(tests[0]); ++test)
{
double start = time();
for (int i = 0; i < times; ++i)
tests[test]();
double end = time();
printf("%f\t", (end - start) * 1000000.0 / times);
}
printf("\n");
}
return result; // optimizer is happy - we produce a result
}
【讨论】：
-
您是否尝试过进行测试以捕获任何异常（catch (...)）。它可能与仅捕获单个异常类不同...
作为一个建议：当抛出异常时，不要太在意开销。异常处理实现通常使不快速抛出和缓慢捕获。没关系，因为这些情况非常特殊。
卡尔
【讨论】：