alloca的性能

Question

这些天我经常使用alloca 来分配临时缓冲区。在我的应用程序（信号处理）中，这是一个常见的需求。

问题是：

在分配多个数组时，只使用一次 alloca 会更好（性能方面）吗？

像这样：

float *array1 = (float*)alloca(4096 * 4);
float *array2 = array1 + 1024;
float *array3 = array2 + 1024;
float *array4 = array3 + 1024;

或者像这样多次使用它：

void *array1 = (float*)alloca(4096);
void *array2 = (float*)alloca(4096);
void *array3 = (float*)alloca(4096);
void *array4 = (float*)alloca(4096);

我的意思是它可能所做的只是减少堆栈指针并可能执行“堆栈探测”，这取决于大小，所以这可能无关紧要？

Answer 1

alloca 比malloc 更快，原因与执行分配/解除分配的方式以及使用的内存部分有关，我相信你知道。正如 cmets 所述，它也很容易出错。

说到点子上，我的猜测是第一个版本，重复alloca，在未优化的设置中会比使用间接更快，事实上，在一些基准测试之后，这一点得到了证实：

测试是使用google benchmark、clang 10.0、C++20 std 执行的，没有优化。使用类似于 OP 的代码的函数运行重复测试并获得恒定结果：

#include <alloca.h>

void alloc1(){
    float *array1 = (float*)alloca(4096 * 4);
    float *array2 = array1 + 1024;
    float *array3 = array2 + 1024;
    float *array4 = array3 + 1024;
}

void alloc2(){
    void *array1 = (float*)alloca(4096);
    void *array2 = (float*)alloca(4096);
    void *array3 = (float*)alloca(4096);
    void *array4 = (float*)alloca(4096);
}

static void alloca1_test(benchmark::State& state) {
    for (auto _ : state) {
        alloc1();
        //benchmark::DoNotOptimize();
    }
}
BENCHMARK(alloca1_test);

static void alloca2_test(benchmark::State& state) {
    for (auto _ : state) {
        alloc2();
        //benchmark::DoNotOptimize();
    }
}
BENCHMARK(alloca2_test);

添加O3 otpimization 后，正如人们所料，测试结果将趋于平衡，多个alloca 仍然始终稍快一些，但性能差异可以忽略不计。正如你所说，它基本上是一样的。使用其中一个似乎没有什么区别。

免责声明：

为了更好地了解您的程序的性能，与此处所做的孤立测试相比，集成测试可以为您提供更准确的读数。构建工具和环境也会影响最终结果，要全面准确地衡量您的选项的性能，您必须自己测试它们。

Answer 2

alloca 的用处在于，如果您事先不知道数组的大小。

对于给定的代码，和简单的写法没什么区别：

float array1[4096];
float array2[4096];
float array3[4096];
float array4[4096];

坦率地说，我认为没有必要进行基准测试； alloca 只是颠簸一个堆栈指针来为您的分配腾出空间，就像这些数组的声明一样。