Как я могу считать операции в C ++?

Question

Как я могу считать операции в C ++? Я хотел бы проанализировать код лучше, чем просто синхронизировать его, поскольку время часто округляется до 0 миллисекунд.

Answer 1

Если вы синхронизируете код, то его стоит запускать много раз в цикле, чтобы избежать влияния разрешения таймера. Таким образом, вы можете запустить то, что вы рассчитываете 10000 раз, и измерить количество времени, необходимое для выполнения всех итераций. Вероятно, это займет всего несколько секунд, и вы получите более точные данные о времени.

Answer 2

Использование «количества операций» является плохой идеей, если думать о производительности. При этом не учитываются различия между количеством циклов в лучшем и худшем случаях для каждой операции, затратами на кеширование, пропуски конвейера, потенциальное (автоматическое) распараллеливание и т. Д.

Как говорит Грег, для микробенчмарка обычно лучше просто запускать один и тот же код достаточно раз, чтобы получить приличный промежуток времени.

Еще лучше - запустить приложение в целом с реалистичной рабочей нагрузкой и измерить показатели, которые вас действительно интересуют, но это другой вопрос ...

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *} * * * * * * * * * 10 * * * * * * * * * * * * '*' '' '' '' '*' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '(' '' '' '' n) и т. д. Обычно это не подразумевает знания деталей того, что делают отдельные инструкции в C ++, хотя вам do необходимо знать всю сложность всего, что вы вызываете. (История Джоэля о том, что Художник Шлемиэль и являются наиболее очевидным примером.)

Answer 3

Образец профилировщика - хороший выбор здесь. В Windows можно использовать профилировщик , встроенный в Visual Studio , или xperf tools из организации Windows. Инструменты xperf бесплатны. Вот серия сообщений по инструментам xperf от меня. Это профилирование .

Answer 4

Вы можете выполнять точные измерения, считывая счетчик меток времени ( tsc ) ЦП, который увеличивается на единицу на каждый процессор.

К сожалению, чтение выполняется с помощью инструкций ассемблера в коде. В зависимости от базовой архитектуры стоимость чтения варьируется от ~ 11 (AMD) до ~ 33 (Intel) tsc . С 1 ГГц процессором вы можете практически с точностью до наносекунды.

Чтобы выполнить надежную и неинвазивную меру части кода, вы можете:

• предотвратить частоту масштабирования процессора, отключив такие функции процессора, как AMD круто и совсем или Intel SpeedStep .
• повторить тест несколько раз, собрав меры в массив, а затем сохранив данные в файл для автономного анализа.
• выберите политику планирования в реальном времени для тестируемого процесса, например SHED_RR или SHED_FIFO . Политики реального времени уменьшают количество переключений контекста между тестируемым процессом и другими обычными процессами / потоками ядра, которые заблокированы.
• заблокировать все виртуальное адресное пространство процесса в оперативной памяти с помощью системного вызова mlockall ().

Здесь вы можете найти квазипортативный класс C ++, который я написал для Linux, производный от ядра Linux и разработанный для чтения tsc для архитектур i386, x86_64 и ia64.

Answer 5

Используйте valgrind в Linux. Он имеет временную шкалу команд, включая анализ кэша.

Answer 6

Создание операций сборки и подсчета. Затем просмотрите циклы / операции, которые использует ваш процессор. Тогда помните, что вы работаете в упреждающей ОС, и все это недействительно.

А если серьезно, поднимите n и масштабируйте свою программу до неприличных размеров. Это даст вам представление о скорости вашей программы.

Answer 7

Если вы хотите, чтобы фактическое количество операций приходилось на ваше оборудование, тогда вы можете рассмотреть возможность установки пакета, подобного PAPI - Performance API - который работает во многих различных комбинациях ОС и процессоров. Он использует фактические аппаратные счетчики и сообщает либо прямые, либо производные значения для множества различных метрик производительности, таких как Total Ops, FLOPS, попадания / отсутствия кэша и т. Д. Он также может предоставлять доступ к таймерам с более высоким разрешением.

Это не самый простой пакет, но уровень отчетности действительно может помочь вам проанализировать поведение вашего приложения на вашем оборудовании.

Answer 8

Если вы хотите, чтобы ваша программа работала как можно быстрее, она была однопоточной, и вы используете IDE, проверьте это: Как оптимизировать производительность вашей программы

Answer 9

Если вам нужна точная синхронизация (в Windows) без использования профилировщика, вы можете взглянуть на этот поток , который представляет различные способы профилирования кода C ++.

Answer 10

Почему вы не просто запускаете свой код под профилировщиком? Обычно это дает вам данные о том, сколько времени затрачивается на функции, а также сколько раз они вызывались.

Полезно знать, сколько раз вызывается функция, потому что она может позволить вам обнаружить потенциальные проблемы с производительностью, если функция вызывается гораздо чаще, чем вы думаете.

Конечно, использование профилировщика замедляет ваш код, но это неизбежно при добавлении любых инструментов.