当我们谈论性能优化时，更多的学生可能会想到系统级性能优化。例如，在Web服务程序中，使用Redis或其他缓存来提高网站访问速度。程序代码本身的优化程度较低。在这方面，编译器为我们做了很多优化工作。另一方面，认为系统级的优化效果更明显，更高。实际上，除了系统级性能优化之外，程序代码级别的性能优化也非常好。
没什么废话，我们说实话。我们来看看以下两个程序。这两个程序具有完全相同的功能，即在二维数组中为每个元素添加1。我们来看看两个程序之间是否存在性能差异。实际测试结果几乎是两者之间性能差异的四倍。
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分析性能差异的原因
让我们考虑为什么存在如此大的性能差异。结合代码，我们看到两段代码之间的区别在于访问数组元素的顺序，前者是逐列访问，后者是逐行访问。结合图1可以更清楚地理解这一点。然后，我们将C语言中的二维数据数据的规则结合起来（你可以通过在上面的代码中打印地址来验证它），你可以知道前者正在访问连续地址空间，而后者正在访问跳转。地址空间。
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图1两种访问形式
以整形数组为例，即前者访问的地址是X，X + 4，X + 8等。后者访问地址X，X + 4096和X + 8192。后者每次跳过4KB的地址空间。
在了解了上述差异之后，您是否考虑过性能差异的原因？我们知道，为了提高访问内存的性能，CPU在它和内存之间添加了一个缓存。现代CPU缓存通常是3级缓存，即L1，L2和L3，其中L1和L2是CPU内核唯一的，L3由同一CPU的多个内核共享。基本架构如图2所示。
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图2 CPU缓存架构
由于缓存分布的特性，有必要确保多个CPU之间的一致性。简而言之，需要削减缓存以便以相对较小的粒度进行管理。这种小粒度的管理单元称为缓存行（可以在页面缓存中缓存）。由于缓存容量远小于内存容量，缓存无法加载内存的内容。缓存可以工作的主要原因是所使用的传统业务访问数据的两个特征，即空间局部性和时间局部性。空间局部性：对于刚刚访问过的数据，将来访问其相邻数据的概率很高。
时间局部性：对于刚刚访问过的数据，将来访问自身的概率很高。
理解了上面的原理，我们知道对于上面的程序代码，因为第二个程序跳得太远，就是不满足空间局部性，导致缓存命中失败。换句话说，第二个程序不能访问缓存中的数据，而是直接访问内存。内存访问性能远低于缓存访问性能，因此在文章开头几乎有4倍的性能差异。
关于计划绩效的其他考虑因
对我们的程序进行非常小的更改会对性能产生非常大的影响。因此，我们应该注意代码中是否存在不适当的代码，导致日常开发中出现性能问题。下面我们列出了一个与性能相关的程序示例，以便您可以在将来的开发中参考它。
计划结构
不合理的计划结构对绩效的影响有时是灾难性的。如果字符串很长，则以下两个函数之间的性能差异将非常大。函数lower1计算每个循环中字符串的长度，并且不需要进行此计算。函数lower2在循环开始之前计算字符串的长度，然后使用常量变量进行条件判断。问题的根源在于strlen函数，它通过循环计算字符串的长度。如果字符串很长，则该功能将非常耗时。
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2.进程（函数）调用
我们知道在调用过程时会有诸如推送堆栈和弹出之类的操作。这些操作通常是对内存的操作，并且过程很复杂。换句话说，函数的调用过程是一个耗时的操作，并且函数调用被最小化。
幸运的是，现代编译器可以对函数调用进行大量的优化工作，并且通常可以通过编译器优化简单的函数调用。所谓的优化键是在机器语言（汇编语言）级别没有高级语言的函数。
让我们看一个具体的例子，通过C语言实现一个简单的函数调用，其中函数fun_1调用函数fun_2，函数fun_2调用printf。这里fun_2没有太多工作，只需添加两个参数并将其传递给printf。
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图3函数调用优化
如图所示，在gcc没有进行任何优化的情况下，反汇编代码（图3的左下角）显示整个逻辑非常清晰，只是对函数的逐步调用。但是，在优化-O2之后，汇编代码变得非常简洁（图3的右下角）。从fun_1的汇编代码可以看出它根本不调用fun_2，而是直接调用printf函数。因此，编译器可以优化函数的调用而不影响其功能。但这不是绝对的，稍微复杂的函数调用编译器可能无能为力，这可能导致性能损失。3.运营商差异
不同操作之间的耗时差异也非常大。例如，乘法时间是加法时间的两倍或三倍，除法时间是加法时间的十倍以上。因此，将显着改善在相对高的访问频率下减少逻辑划分的使用。
在Java的HashMap实现中，散列的Key是通过按位运算计算的，而不是通过模运算来计算的。因为模运算本身是除法运算，所以性能比位运算差十倍以上。
静态final int hash（Object key）{
Int h；
返回（键==null）？ 0:（h=key.hashCode（））^（h>
>
>
16）；
}
有关更详细的处理逻辑，请参阅JDK源代码。这篇文章只是一块砖头。
4.参考文献和副本
支持类的高级语言涉及传递对象参数时的复制过程，并且对象的副本也是相对昂贵的操作。当然，高级语言通过成为引用的机制实现对象地址的传输，从而避免了复制过程（这是值和地址之间的差异）。
在项目开发过程中，仍有很多关于绩效的问题。本文不能逐一列出。但是，关键问题是掌握技术的基本实施原则。任何其他高级内容都可以通过基本原则来解释。

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