为什么在此基准测试中迭代'std::vector”比'std::array”更快？

迭代性能的困惑：std::array vs. std::vector

在之前的查询中，发现迭代通过 std::array 明显比通过 std::vector 迭代要快。为了纠正这些有缺陷的观察结果，设计了一个新的基准，揭示了一个惊人的逆转：迭代 std::vector 现在明显更快。

为了避免潜在的优化，包含了循环的结果，并且 - O3 标志已启用。此外，std::chrono 用于精确计时，隔离循环的执行。

结果是惊人的：

std::array:

$ ./a.out
result: 0
time: 99.554109

std::vector:

$ g++ arrVsVec.cpp -O3
$ ./a.out
result: 0
time: 30.734491

解开谜团

在检查 Godbolt 中的反汇编后，它变成显然，性能差异源于进程地址空间内的内存页面驻留。虽然 std::vector 已经分配并填零，但 std::array 存储在可执行文件的全局 .bss 部分中，并且其页面尚未分页。

正在解决问题

要解决此差异，需要将 std::array 页面放入地址空间。这可以通过在主函数的开头添加以下行来实现：

std::fill_n(v.data(), n, 1); // included in <algorithm>

或者，在 Linux 上，使用 mlock():

mlock(v.data(), v.size() * sizeof(v[0]));

结论

该基准测试强调了页面驻留在迭代性能中的重要性。通过确保 std::array 和 std::vector 的页面都存在于地址空间中，可以显着提高迭代性能。

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