本文講述在編寫C程序代碼的常用優化辦法,分爲I/O篇,內存篇,算法篇,MMX彙編篇。
一.I/O篇
如果有文件讀寫的話,那麼對文件的訪問將是影響程序運行速度的一大因 素。提高文件訪問速度的主要辦法有兩個:一是採用內存映射文件,二是使用內存緩衝。下面是一組測試數據(見《UNIX環境高級編程》3.9節),顯示了用 18種不同的緩存長度,讀1 468 802字節文件所得到的結果。
緩衝大小 |
用戶CPU(秒) |
系統CPU(秒) |
時鐘時間(秒) |
循環次數(秒) |
1 |
23.8 |
397.9 |
423.4 |
1 468 802 |
2 |
12.3 |
202.0 |
215.2 |
734 401 |
4 |
6.1 |
100.6 |
107.2 |
367 201 |
8 |
3.0 |
50.7 |
54.0 |
183 601 |
16 |
1.5 |
25.3 |
27.0 |
91 801 |
32 |
0.7 |
12.8 |
13.7 |
45 901 |
64 |
0.3 |
6.6 |
7.0 |
22 951 |
128 |
0.2 |
3.3 |
3.6 |
11 476 |
256 |
0.1 |
1.8 |
1.9 |
5 738 |
512 |
0.0 |
1.0 |
1.1 |
2 869 |
1 024 |
0.0 |
0.6 |
0.6 |
1 435 |
2 048 |
0.0 |
0.4 |
0.4 |
718 |
4 096 |
0.0 |
0.4 |
0.4 |
359 |
8 192 |
0.0 |
0.3 |
0.3 |
180 |
16 384 |
0.0 |
0.3 |
0.3 |
90 |
32 768 |
0.0 |
0.3 |
0.3 |
45 |
65 536 |
0.0 |
0.3 |
0.3 |
23 |
131 072 |
0.0 |
0.3 |
0.3 |
12 |
可見,一般的當內存緩衝區大小爲8192的時候,性能就已經是最佳的了, 這也就是爲什麼在H.263等圖像編碼程序中,緩衝區大小爲8192的原因(有的時候也取2048大小)。使用內存緩衝區方法的好處主要是便於移植,佔用 內存少,便於硬件實現等。下面是讀取文件的C僞碼:
int Len;
BYTE buffer[8192];
ASSERT(buffer==NULL);
If buffer is empty{
Len=read(File,ld->rdbfr,8192);
If(len==0) No data and exit;
}
但是如果內存比較大的時候,採用內存映射文件可以達到更佳性能,並且編程實現簡單。內存映射的具體使用說明見msdn October 2001中的Platform SDK
Documentation—Base Services—File Storage—File Mapping。下面是一點建議:
① 內存映射文件不能超過虛擬內存的大小,最好也不要太大,如果內存映射文件接近虛擬內存大小的時候,反而會大大降低程序的速度(其實是因爲虛擬內存不足導致系統運行效率降低),這個時候,可以考慮分塊映射,但是我覺得如果這樣,還不如直接使用內存緩衝來得直接一些。
② 可以將兩種方法統一使用,如我在編大圖像文件數據處理的時候(因爲是Unix工作站,內存很大GB單位)使用了內存映射文件,但是爲了最佳性能,也使用了一行圖像緩存,這樣在讀取文件中數據的時候,就保證了僅僅是順序讀寫(內存映射文件中,對順序讀寫有專門的優化)。
③ 在寫文件的時候使用內存映射文件要有一點小技巧:應該先創建足夠大的文件,然後將這個文件映射,在處理完這個文件的時候,用函數SetFilePointer和SetEndOfFile來對文件進行截尾。
④ 對內存映射文件進行操作與對內存進行操作類似(使用起來就象數組一樣),那麼如果有大塊數據讀寫的時候,切記使用memcpy()函數(或者CopyMemory()函數)
總
之,如果要使用內存映射文件,必須:1.處理的文件比較的小,2.處理的文件很大,但是運行環境內存也很大,並且一般在運行該程序的時候不運行其他消耗內
存大的程序,同時用戶對速度有特別的要求,而且對內存佔用沒有什麼要求。如果以上兩個條件不滿足的時候,建議使用內存緩衝區的辦法。