Измерение накладных расходов на обработку исключений в С++

Ответ 1

Раздел 5.4 проекта технический отчет о производительности С++ полностью посвящен накладным расходам исключений.

Ответ 2

В качестве предложения: не беспокойтесь слишком много с накладными расходами, когда выбрасываются исключения. Реализация обработки исключений обычно не ускоряется, а медленнее ловятся. Это нормально, так как эти случаи, безусловно, исключительны.

Карл

Ответ 3

Вот код измерения, который я придумал. Вы видите какие-либо проблемы с этим?

Работы в Linux и Windows до сих пор компилируются с помощью:

g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ]

или, например, Visual С++ Express.

Чтобы получить базовый регистр ( "поддержка исключений полностью исключена из языка" ), используйте:

g++ exception_handling.cpp -o exception_handling [ -O2 ] -fno-exceptions -DNO_EXCEPTIONS

или аналогичные настройки в MSVC.

Некоторые предварительные результаты здесь. Они, вероятно, все hokey из-за различной загрузки машины, но они дают некоторое представление об относительной обработке обработки исключений. (Краткое изложение: нет или мало, когда исключений не бросают, огромные, когда их фактически бросают.)

#include <stdio.h>

// Timer code

#if defined(__linux__)
#include <sys/time.h>
#include <time.h>

double time()
{
    timeval tv;
    gettimeofday(&tv, 0);
    return 1.0 * tv.tv_sec + 0.000001 * tv.tv_usec;
}
#elif defined(_WIN32)
#include <windows.h>

double get_performance_frequency()
{
    unsigned _int64 frequency;
    QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER*) &frequency); // just assume it works
    return double(frequency);
}

double performance_frequency = get_performance_frequency();

double time()
{
    unsigned _int64 counter;
    QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*) &counter);
    return double(counter) / performance_frequency;
}
#else
# error time() not implemented for your platform
#endif

// How many times to repeat the whole test
const int repeats = 10;

// How many times to iterate one case
const int times = 1000000;

// Trick optimizer to not remove code
int result = 0;



// Case 1. No exception thrown nor handled.

void do_something()
{
    ++result;
}

void case1()
{
    do_something();
}



// Case 2. No exception thrown, but handler installed

#ifndef NO_EXCEPTIONS
void do_something_else()
{
    --result;
}

void case2()
{
    try
    {
        do_something();
    }
    catch (int exception)
    {
        do_something_else();
    }
}



// Case 3. Exception thrown and caught

void do_something_and_throw()
{
    throw ++result;
}

void case3()
{
    try
    {
        do_something_and_throw();
    }
    catch (int exception)
    {
        result = exception;
    }
}
#endif // !NO_EXCEPTIONS

void (*tests[])() =
{
    case1,
#ifndef NO_EXCEPTIONS
    case2,
    case3
#endif // !NO_EXCEPTIONS
};

int main()
{
#ifdef NO_EXCEPTIONS
    printf("case0\n");
#else
    printf("case1\tcase2\tcase3\n");
#endif
    for (int repeat = 0; repeat < repeats; ++repeat)
    {
        for (int test = 0; test < sizeof(tests)/sizeof(tests[0]); ++test)
        {
            double start = time();

            for (int i = 0; i < times; ++i)
                tests[test]();

            double end = time();

            printf("%f\t", (end - start) * 1000000.0 / times);
        }
        printf("\n");
    }

    return result; // optimizer is happy - we produce a result
}

Ответ 4

Кевин Фрей рассказывает об эффективности обработки обработки исключений в своей речи " Стоимость обработки исключений С++ в Windows". (В разделе "Сводка и выводы" есть один элемент списка, в котором говорится: "[Стоимость обработки исключений не всегда измеряется".)

Ответ 5

Там нет действительно хорошего способа измерить это в коде. Вам нужно будет использовать профилировщик.

Это не покажет вам, сколько времени потрачено на обработку исключений, но с небольшим количеством исследований вы узнаете, какие из методов выполнения имеют дело с исключениями (например, для VС++.NET it __cxx_exc [... ]).

Добавьте свое время, и у вас есть накладные расходы. В нашем проекте мы использовали vTunes от Intel, который работает как с Visual С++, так и с gcc.

Изменить: Хорошо, если вам просто нужен общий номер, который может работать. Думал, что у вас есть фактическое приложение для профиля, где вы не можете просто отключить исключения.

Ответ 6

Еще одно замечание об эффективности обработки исключений: простые тесты не учитывают кэширование. Код try и код catch настолько малы, что все в кэше команд и данных. Но компиляторы могут попытаться переместить код catch далеко от try-кода, что уменьшает объем кода, который обычно хранится в кеше, тем самым повышая производительность.

Если вы сравниваете обработку исключений с традиционной проверкой возвращаемого значения в стиле C, этот эффект кеширования должен быть также учтен (вопрос обычно игнорируется в дискуссиях).

Карл

Ответ 7

Не будет ли ответ зависеть от того, какая очистка должна произойти в результате броска? Если вы выбрасываете экскремент, который приводит к тому, что целая нагрузка объектов выходит из области действия вверх по стеку, тогда это добавит дополнительные накладные расходы.

Другими словами, я не уверен, есть ли ответ на третий вопрос, который не зависит от специфики кода.

Ответ 8

Подробная информация о том, как g++ обрабатывает исключения, показана здесь. Он описывает это как архитектуру Itanium, однако общие используемые методы одинаковы. Он не будет указывать на точные накладные расходы с точки зрения времени, однако вы можете получить информацию о том, что накладные расходы на грубый код будут.