Hidden Overhead of a Function API

• 语言: 英语
• 格式: .pdf
• 来源: github.com/CppCon

摘要

文档讨论了函数API的隐藏开销，特别是std::function的使用及其对性能的影响。文中提到C++23引入了静态operator()和[]，以帮助减少空函数对象的开销。文档还强调了性能优化的关键点，如返回值传递、参数传递方式、遵循规则0等，并提到Snap公司在C++应用中的实践案例，如神经风格转移和面部跟踪等。

AI总结

本文主要讨论了函数API在性能上的隐藏开销，特别是与C++语言相关的实现细节和优化建议。以下是文档的核心内容总结：

1. **引言**
函数API的性能优化通常被认为是次要问题，但实际上，一个设计良好的函数API可能对性能产生更大的影响。本文重点分析了函数调用的开销来源，并提出了优化建议。

2. **返回值的开销**
- 返回值的类型和大小直接影响性能。
- 尽量避免不必要的返回操作，例如通过传引用或避免返回复杂对象来减少开销。

3. **参数传递的开销**
- 小型对象可以通过值传递，而大型对象或复杂对象应尽量通过引用传递。
- 避免使用不必要的指针，因为指针传递的开销通常高于引用。

4. **多参数的处理**
- 多参数函数可能带来额外的开销，例如通过`std::tuple`或`std::va_list`来合并参数可以减少调用 overhead。
- 避免使用可变参数模板（`va_arg`）或反射机制，因为它们会增加运行时开销。

5. **空函数对象的开销**
- 空函数对象（如`std::plus`）在某些情况下可能会引入额外的开销。
- C++23引入了静态`operator()`和`[]`，这有助于减少空函数对象的开销。

6. **性能考量**
- 函数调用的性能测试通常难以准确反映实际应用中的表现，因此需要结合具体场景进行优化。
- 使用工具（如Compiler Explorer）可以帮助分析和优化函数调用的性能。

7. **核心优化建议**
- 遵循C++核心准则（C++ Core Guidelines）以避免不必要的函数调用开销。
- 设计API时保持一致性，并理解抽象机制在目标平台上的性能成本。

通过以上优化，可以显著降低函数API的隐藏开销，从而提升程序的整体性能。