最近做一個項目，對性能要求很高，爲了儘可能提高性能，網上找了很多性能優化相關的帖子，進行了很多的思考和嘗試，今天抽空把近期的一些學習和心得做一個總結。由於這個項目只是提供一個模塊，顆粒度較小，不涉及多線程、同步異步、數據庫等，本文主要從以下幾個方面進行分析：
優化代碼框架
簡化函數
選取合適的算法和數據結構
減少運算強度
利用操作系統和CPU本身的優勢
編譯選項
1、優化代碼框架
個人覺得代碼架構對性能的影響至關重要，就好骨架之於人，所以我把這個放在第一點。舉個簡單的例子：
優化前：
void main()
{
while (isDone)
{
DoSomething1();
DoSomething2();
}
}
void DoSomething1()
{
....;
}
void DoSomething2()
{
....;
if (...)
{
isDone = True;
}
}優化後：
void main()
{
DoSomething1();
}
void DoSomething1()
{
while (isDone)
{
....;
DoSomething2();
}
}
void DoSomething2()
{
....;
if (...)
{
isDone = True;
}
}優化前頻繁的調用DoSomething1()和DoSomething2()，需要被調用函數頻繁的入棧出棧，開銷很大，可以合理的優化代碼結構，減少函數調用層次和嵌套深度，甚至有些函數可以使用內聯或define來定義，以減少函數調用所佔時間。當然不能破壞程序的美觀和可讀性，要跟性能之間做一個平衡。
2、簡化函數
1）充分理解函數所要實現的功能，用最簡單的方式去實現，去掉冗餘的邏輯。
2）優化循環，有些操作可以放到循環外做，不必每次都做
3、選取合適的算法和數據結構
選取合適的數據結構很重要，通常使用指針比數組要快很多，對於頻繁插入刪除的操作，使用鏈表要比使用數組快很多。一般使用指針比使用數組索引快。
使用數組：
for (int i = 0; i < len; i++)
{
A = array[i];
}使用指針：
p = array;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
A = *p++;
}4、減少運算強度
1）儘量使用位操作代替計算
a = a * 8;
a = a / 8;
a = a % 8;修改成
a = a << 3;
a = a >> 3;
a = a & 0x7;2 ）公共子表達式可以提前計算
c = a + b;
d = a + b + e;
f = a + b + g;優化成：
c = a + b;
d = c + e;
f = c + g;3）通過查表來換取時間
4）前綴改成後綴， i++改成++i
5、利用操作系統和CPU本身的優勢
1）充分利用操作系統的位寬，尤其是拷貝等操作上，但這個地方要注意字節對齊
char *a, *b;
...
for ( ; ; )
{
*a = *b;
a++;
b++;
}
假設操作系統64位，可優化成
for ( ; ; )
{
(long long *)a = (long long *)b;
a = a + 8;
b = b + 8;
}2）充分利於CPU的流水
利用CPU的流水來做並行計算，比如：
for (int i = 0; i < len; i++)
{
sum += a[i];
}
優化後：
for (int i = 0; i < len; i = i + 4)
{
sum1 += a[i];
sum2 += a[i + 1];
sum3 += a[i + 2];
sum4 += a[i + 3];
}
sum + sum1 + sum2 + sum3 + sum4;
6、採用編譯選項-O2
開啓編譯選項-O2，不僅會對代碼的分支、常量、表達式進行優化，還會嘗試更多寄存器和指令級的優化，編譯期間會佔用更多的內存和編譯時間，但對於運行效率會有很大提升。當然也會帶來一些麻煩，它會改變代碼結構，比如對對分支的合併和消除，對公用子表達式的消除，對循環內load/store操作的替換和更改等，都會使目標代碼的執行順序變得面目全非，導致調試信息嚴重不足。