Postupy: Použití funkcí Alloc a Free ke zlepšení výkonu paměti
Tento dokument ukazuje, jak pomocí funkcí concurrency::Alloc a concurrency::Free zlepšit výkon paměti. Porovná čas, který je nutný k tomu, aby se prvky pole paralelně převrácely pro tři různé typy, které jednotlivé typy určují new a delete operátory.
Funkce Alloc jsou Free nejužitečnější, když více vláken často volá obojí Alloc a Free. Modul runtime obsahuje samostatnou mezipaměť paměti pro každé vlákno; modul runtime proto spravuje paměť bez použití zámků nebo překážek paměti.
Příklad: Typy, které určují nové a odstraňovací operátory
Následující příklad ukazuje tři typy, které určují a delete operátorynew. Třída new_delete používá globální new operátory a delete operátory, malloc_free třída používá malloc a bezplatné funkce C Runtime a Alloc_Free třída používá Concurrency Runtime Alloc a Free funkce.
// A type that defines the new and delete operators. These operators
// call the global new and delete operators, respectively.
class new_delete
{
public:
static void* operator new(size_t size)
{
return ::operator new(size);
}
static void operator delete(void *p)
{
return ::operator delete(p);
}
int _data;
};
// A type that defines the new and delete operators. These operators
// call the C Runtime malloc and free functions, respectively.
class malloc_free
{
public:
static void* operator new(size_t size)
{
return malloc(size);
}
static void operator delete(void *p)
{
return free(p);
}
int _data;
};
// A type that defines the new and delete operators. These operators
// call the Concurrency Runtime Alloc and Free functions, respectively.
class Alloc_Free
{
public:
static void* operator new(size_t size)
{
return Alloc(size);
}
static void operator delete(void *p)
{
return Free(p);
}
int _data;
};
Příklad: funkce prohození a reverse_array
Následující příklad ukazuje swap funkce a reverse_array funkce. Funkce swap vyměňuje obsah pole na zadaných indexech. Přidělí paměť z haldy dočasné proměnné. Funkce reverse_array vytvoří velké pole a vypočítá čas potřebný k tomu, aby bylo toto pole několikrát paralelně obrácené.
// Exchanges the contents of a[index1] with a[index2].
template<class T>
void swap(T* a, int index1, int index2)
{
// For illustration, allocate memory from the heap.
// This is useful when sizeof(T) is large.
T* temp = new T;
*temp = a[index1];
a[index1] = a[index2];
a[index2] = *temp;
delete temp;
}
// Computes the time that it takes to reverse the elements of a
// large array of the specified type.
template <typename T>
__int64 reverse_array()
{
const int size = 5000000;
T* a = new T[size];
__int64 time = 0;
const int repeat = 11;
// Repeat the operation several times to amplify the time difference.
for (int i = 0; i < repeat; ++i)
{
time += time_call([&] {
parallel_for(0, size/2, [&](int index)
{
swap(a, index, size-index-1);
});
});
}
delete[] a;
return time;
}
Příklad: funkce wmain
Následující příklad ukazuje wmain funkci, která vypočítá čas potřebný k reverse_array tomu, aby funkce fungovala s new_delete, malloc_freea Alloc_Free typy, z nichž každý používá jiné schéma přidělení paměti.
int wmain()
{
// Compute the time that it takes to reverse large arrays of
// different types.
// new_delete
wcout << L"Took " << reverse_array<new_delete>()
<< " ms with new/delete." << endl;
// malloc_free
wcout << L"Took " << reverse_array<malloc_free>()
<< " ms with malloc/free." << endl;
// Alloc_Free
wcout << L"Took " << reverse_array<Alloc_Free>()
<< " ms with Alloc/Free." << endl;
}
Kompletní příklad kódu
Úplný příklad následuje.
// allocators.cpp
// compile with: /EHsc
#include <windows.h>
#include <ppl.h>
#include <iostream>
using namespace concurrency;
using namespace std;
// Calls the provided work function and returns the number of milliseconds
// that it takes to call that function.
template <class Function>
__int64 time_call(Function&& f)
{
__int64 begin = GetTickCount();
f();
return GetTickCount() - begin;
}
// A type that defines the new and delete operators. These operators
// call the global new and delete operators, respectively.
class new_delete
{
public:
static void* operator new(size_t size)
{
return ::operator new(size);
}
static void operator delete(void *p)
{
return ::operator delete(p);
}
int _data;
};
// A type that defines the new and delete operators. These operators
// call the C Runtime malloc and free functions, respectively.
class malloc_free
{
public:
static void* operator new(size_t size)
{
return malloc(size);
}
static void operator delete(void *p)
{
return free(p);
}
int _data;
};
// A type that defines the new and delete operators. These operators
// call the Concurrency Runtime Alloc and Free functions, respectively.
class Alloc_Free
{
public:
static void* operator new(size_t size)
{
return Alloc(size);
}
static void operator delete(void *p)
{
return Free(p);
}
int _data;
};
// Exchanges the contents of a[index1] with a[index2].
template<class T>
void swap(T* a, int index1, int index2)
{
// For illustration, allocate memory from the heap.
// This is useful when sizeof(T) is large.
T* temp = new T;
*temp = a[index1];
a[index1] = a[index2];
a[index2] = *temp;
delete temp;
}
// Computes the time that it takes to reverse the elements of a
// large array of the specified type.
template <typename T>
__int64 reverse_array()
{
const int size = 5000000;
T* a = new T[size];
__int64 time = 0;
const int repeat = 11;
// Repeat the operation several times to amplify the time difference.
for (int i = 0; i < repeat; ++i)
{
time += time_call([&] {
parallel_for(0, size/2, [&](int index)
{
swap(a, index, size-index-1);
});
});
}
delete[] a;
return time;
}
int wmain()
{
// Compute the time that it takes to reverse large arrays of
// different types.
// new_delete
wcout << L"Took " << reverse_array<new_delete>()
<< " ms with new/delete." << endl;
// malloc_free
wcout << L"Took " << reverse_array<malloc_free>()
<< " ms with malloc/free." << endl;
// Alloc_Free
wcout << L"Took " << reverse_array<Alloc_Free>()
<< " ms with Alloc/Free." << endl;
}
Tento příklad vytvoří následující ukázkový výstup pro počítač se čtyřmi procesory.
Took 2031 ms with new/delete.
Took 1672 ms with malloc/free.
Took 656 ms with Alloc/Free.
V tomto příkladu typ, který používá Alloc funkce, Free poskytuje nejlepší výkon paměti, protože Alloc funkce jsou Free optimalizované pro časté přidělování a uvolnění bloků paměti z více vláken.
Probíhá kompilace kódu
Zkopírujte ukázkový kód a vložte ho do projektu sady Visual Studio nebo ho vložte do pojmenovaného allocators.cpp souboru a potom v okně příkazového řádku sady Visual Studio spusťte následující příkaz.
cl.exe /EHsc allocators.cpp