这是一段C ++代码，显示了一些非常特殊的行为。出于某些奇怪的原因，奇迹般地对数据进行排序使代码快了将近六倍：
#include <algorithm>
#include <ctime>
#include <iostream>
int main()
{
// Generate data
const unsigned arraySize = 32768;
int data[arraySize];
for (unsigned c = 0; c < arraySize; ++c)
data[c] = std::rand() % 256;
// !!! With this, the next loop runs faster.
std::sort(data, data + arraySize);
// Test
clock_t start = clock();
long long sum = 0;
for (unsigned i = 0; i < 100000; ++i)
{
// Primary loop
for (unsigned c = 0; c < arraySize; ++c)
{
if (data[c] >= 128)
sum += data[c];
}
}
double elapsedTime = static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;
std::cout << elapsedTime << std::endl;
std::cout << "sum = " << sum << std::endl;
}- 没有
std::sort(data, data + arraySize);，代码将在11.54秒内运行。 - 使用排序的数据，代码将在1.93秒内运行。
最初，我认为这可能只是语言或编译器异常，所以我尝试了Java：
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
public class Main
{
public static void main(String[] args)
{
// Generate data
int arraySize = 32768;
int data[] = new int[arraySize];
Random rnd = new Random(0);
for (int c = 0; c < arraySize; ++c)
data[c] = rnd.nextInt() % 256;
// !!! With this, the next loop runs faster
Arrays.sort(data);
// Test
long start = System.nanoTime();
long sum = 0;
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
// Primary loop
for (int c = 0; c < arraySize; ++c)
{
if (data[c] >= 128)
sum += data[c];
}
}
System.out.println((System.nanoTime() - start) / 1000000000.0);
System.out.println("sum = " + sum);
}
}具有相似但不太极端的结果。
我首先想到的是排序将数据带入缓存，但是后来我想到这样做是多么愚蠢，因为刚刚生成了数组。
- 到底是怎么回事？
- 为什么处理排序数组比处理未排序数组快？
该代码总结了一些独立的术语，因此顺序无关紧要。
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哎呀...
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回复
@SachinVerma让我烦恼的是：1）JVM最终可能足够聪明，可以使用条件移动。2）代码受内存限制。200M太大，无法容纳CPU缓存。因此，性能将受到内存带宽而不是分支的瓶颈。
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Mysticial
@Mysticial，大约2）。我认为预测表会跟踪模式（与为该模式检查的实际变量无关），并根据历史记录更改预测输出。您能否给我一个原因，为什么超大型数组无法从分支预测中受益？
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Sachin Verma
有一个名为BranchScope的新安全漏洞：cs.ucr.edu/~nael/pubs/asplos18.pdf
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Veve
