16. 普通函数调用开销

原创 于 2025-12-25 17:30:35 发布 · 141 阅读 · 0 ·
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1.普通函数调用开销

2.内联函数

1.普通函数调用开销

普通函数调用不是"直接执行函数代码", 而是需要先做"准备工作", 执行完毕后还要做"收尾工作", 再加上指令跳转的损耗

这三部分共同构成了调用专属开销("这部分开销和函数体本身的业务逻辑执行无关, 是调用动作带来的额外损耗")

1).压栈开销(调用前的准备工作)

程序执行时, 有一块专门的内存区域叫"调用栈", 每个函数调用都会在调用栈上创建一个独立的栈帧; 调用函数前, CPU必须

执行额外指令, 把两件东西放进这个栈帧里:

a.函数的参数值: 比如调用Add(3,5), 要先把3和5压入栈帧, 这样函数体内部才能读取到这两个参数

b.返回地址: 就是"当前代码执行到调用函数的下一行指令地址"; 比如: Main函数里第10行调用Add, 返回地址就是第11行,

压入栈帧是为了函数执行完后, 知道该回到哪里继续执行

这部分"压入数据"的指令执行, 就是压栈开销(额外的CPU运算和内存操作)

2).弹栈开销(调用后的收尾工作)

函数执行完毕后(比如: Add计算出结果8后), 不能直接结束, 还要做收尾, 这就是弹栈开销

a.从栈帧中取出之前压入的返回地址, 让CPU跳转到这个地址(回到调用函数的下一行继续执行)

b.释放当前函数的栈帧(把栈帧里的参数、返回地址等数据清除, 回收栈内存空间), 避免内存泄漏

这两步同样需要执行额外的CPU指令, 构成弹栈开销

3).CPU指令跳转开销

普通函数调用时, CPU的执行流程是中断式的, 不是连续的

原本CPU在按顺序执行Main函数的指令(第1行 → 第2行→…→ 第10行), 到第10行调用Add函数时, CPU需要暂停Main函数的执行

跳转到Add函数体的起始指令地址去执行; Add函数执行完后, 又要再次跳转(根据返回地址)回Main函数的第11行,这种指令地

址的跳转”会带来额外损耗; 比如CPU的"指令流水线"(提前预取指令提高效率)会被清空, 需要重新填充, 这就是跳转开销

2.内联函数

内联函数是在编译优化阶段, 直接把被调用函数的完整函数体代码, "复制粘贴"到调用它的位置, 替换掉原来的函数调用语

句; 简单说: 原来的"调用函数→压栈→跳转→弹栈→返回"的流程, 被直接替换为"原地执行函数体代码", 没有了调用”这个动作

压栈、弹栈、指令跳转这些开销自然就彻底消失

1).普通函数调用(有开销)

在这里插入图片描述

普通调用的执行流程: Main 第1行(调用 Add) → 压栈(3、5、Main 第 2 行地址) → 跳转至Add函数体 → 执行a + b →弹栈

(取返回地址) → 跳转回Main第2行 → 执行 Console.WriteLine

2).内联优化后(无调用开销)

在这里插入图片描述

内联后的执行流程: Main第1行(直接执行 3+5)→ Main 第2行(执行 Console.WriteLine), 全程没有压栈、弹栈、指令跳转

彻底消除了调用开销
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知识点：内联函数可以避免函数调用开销（213页）
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new和普通函数那个开销大
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### JavaScript 中 new 操作符与普通函数调用的性能对比 在 JavaScript 中，`new` 操作符与普通函数调用在性能上存在一定的差异，主要体现在对象创建、作用域绑定、原型链设置等方面。以下从多个维度分析两者的性能开销差异，并结合代码示例说明。 #### 1. `new` 操作符的性能开销 使用 `new` 创建对象时，JavaScript 引擎会执行一系列步骤，包括： - 创建一个空对象； - 将该对象的 `__proto__` 指向构造函数的 `prototype` 属性； - 将构造函数的 `this` 绑定到新创建的对象； - 如果构造函数返回一个对象，则返回该对象；否则返回新创建的对象。 这一过程比普通函数调用复杂得多，因此性能开销更大。例如： ```javascript function Person(name, age) { this.name = name; this.age = age; } const person1 = new Person('Tom', 20); // 使用 new 创建实例 [^2] ``` 在这个例子中，`new Person()` 会创建一个新的对象，并将其原型设置为 `Person.prototype`，同时绑定 `this` 到该对象。这些额外的步骤增加了执行时间。 #### 2. 普通函数调用的性能开销 普通函数调用不会创建新对象，也不会设置原型链，因此其性能开销远小于 `new` 操作符。例如： ```javascript function greet(name) { return `Hello, ${name}`; } const message = greet('Tom'); // 普通函数调用 ``` 该调用仅涉及函数执行和返回值，没有对象创建和原型设置的开销，因此执行速度更快。 #### 3. 性能对比测试 可以通过简单的性能测试比较 `new` 和普通函数调用的执行时间。例如： ```javascript function testNew() { function Foo() { this.value = 42; } for (let i = 0; i < 100000; i++) { new Foo(); } } function testFunction() { function bar() { return 42; } for (let i = 0; i < 100000; i++) { bar(); } } console.time('new'); testNew(); console.timeEnd('new'); console.time('function'); testFunction(); console.timeEnd('function'); ``` 运行结果通常显示 `new` 的执行时间显著高于普通函数调用，特别是在循环中频繁调用时。 #### 4. 性能优化建议 在对性能敏感的场景下，应尽量避免在高频函数或循环中使用 `new`。可以考虑以下优化方式： - **对象复用**：通过对象池等方式复用已创建的对象，减少重复创建的开销。 - **延迟初始化**：仅在真正需要对象时才进行创建。 - **避免不必要的对象创建**：如果函数仅用于计算并返回值，可使用普通函数而非构造函数。 例如，对象池实现如下： ```javascript function createObjectPool(factory, size) { const pool = []; for (let i = 0; i < size; i++) { pool.push(factory()); } return { get() { return pool.pop(); }, release(obj) { pool.push(obj); } }; } const pool = createObjectPool(() => new Person('Tom', 20), 100); const person = pool.get(); // 使用 person pool.release(person); ``` 此方式通过复用对象减少 `new` 的调用次数，从而提升性能。 ### 结论 JavaScript 中 `new` 操作符的性能开销高于普通函数调用，主要体现在对象创建、原型链设置和作用域绑定等方面。在性能敏感的场景下，应尽量减少 `new` 的使用频率，或通过对象复用等手段进行优化[^2]。 ---
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