29、C++ 性能优化：局部缓冲区优化与作用域守卫模式解析

C++ 性能优化：局部缓冲区优化与作用域守卫模式解析

1. 局部缓冲区优化

局部缓冲区优化是一种旨在提升性能的设计模式，能显著减少重复或浪费的内存分配。它可应用于紧凑的数据结构，也能用于存储小型对象，如可调用对象。

1.1 类型擦除的开销

类型擦除的虚表（vtable）能在运行时重构存储在缓冲区中的类型，但存在一定开销。除了额外的数据成员 vtable_ ，间接函数调用也会产生运行时成本。通过对局部缓冲区的两种实现（有和没有类型擦除）进行测试，存储和复制一些可简单复制的对象，如捕获引用的 lambda 表达式，结果如下：
| 基准测试 | 时间 |
| — | — |
| BM_lambda_copy_trivial | 5.45 ns |
| BM_lambda_copy_typeerased | 4.02 ns |

虽然（实现良好的）类型擦除开销不可忽视，但相对较小。此外，它还能在运行时验证 as<T>() 调用是否引用有效类型，以及对象是否确实已构造。不过，与未检查方法的低成本实现相比，这会增加显著的开销，因此可能应仅限于调试版本。

1.2 局部缓冲区优化的缺点

• 内存浪费 ：所有带有局部缓冲区的对象都比没有时更大。如果缓冲区中存储的典型数据小于所选的缓冲区大小，每个对象都会浪费一些内存。更糟糕的是，如果缓冲区大小选择不当，大多数数据实际上比局部缓冲区大，数据将远程存储，但每个对象内部仍会创建局部缓冲区，导致所有这些内存都被浪费。
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