46、高级编程主题：数据预取与链表遍历优化

高级编程主题：数据预取与链表遍历优化

在编程领域，为了提升特定算法的性能，我们可以采用多种技术手段。其中，数据预取和非临时内存存储是两种重要的优化方法。下面将详细介绍数据预取指令的使用以及相关示例程序的实现。

1. 数据预取指令概述

应用程序可以使用预取（ Prefetch Data Into Caches ）指令来提高某些算法的性能。该指令有助于将预期使用的数据预先加载到处理器的缓存层次结构中。预取指令有两种基本形式：
- prefetcht0 ：将临时数据预加载到处理器缓存层次结构的所有级别。
- prefetchnta ：将非临时数据预加载到 L2 缓存，有助于减少缓存污染。

需要注意的是，这两种预取指令只是向处理器提供程序预期使用数据的提示，处理器可以选择执行预取操作或忽略该提示。

预取指令适用于各种数据结构，如大型数组和链表。链表是节点的顺序集合，每个节点包含数据部分和一个或多个指向相邻节点的指针。然而，链表的节点通常不存储在连续分配的内存块中，这会增加遍历列表时的访问时间。

2. 性能测试

以下是不同 CPU 上 X86 - 64 函数 CalcResultCpp 、 CalcResultA_ 和 CalcResultB_ 的平均执行时间（单位：微秒）：
| CPU | CalcResultCpp | CalcResultA_(movaps) | CalcResultB_(movntps) |