Warum ist die std::vector-Iteration schneller als die std::array-Iteration, obwohl erste Benchmarks etwas anderes vermuten lassen?

Warum die std::vector-Iteration die std::array-Iteration übertrifft

Ursprüngliche Schlussfolgerung: Missverständnis

Anfangs ein fehlerhafter Benchmark schlug vor, dass die std::array-Iteration schneller war als die std::vector-Iteration. Bei der Korrektur des Benchmarks stellte sich jedoch heraus, dass std::vector deutlich schneller war.

Benchmark-Implementierung

Um die Genauigkeit sicherzustellen, wurden im Benchmark mehrere Verbesserungen vorgenommen:

• Ergebnisnutzung zur Verhinderung der Schleifenoptimierung
• -O3-Optimierungsflag für erhöhte Geschwindigkeit
• std::chrono für isolierte Schleifenmessung ohne Störung statischer Variablen

Ergebnisse und Erklärung

Die Benchmark-Ergebnisse zeigten, dass die std::vector-Iteration in etwa 30 Millisekunden abgeschlossen war, während die std::array-Iteration etwa 99 Millisekunden dauerte.

Die Ungleichheit ergibt sich aus dem Verhalten der Speicherseite. Im Benchmark befand sich das std::array im .bss-Abschnitt der ausführbaren Datei (ohne Initialisierung), sodass seine Speicherseiten nicht in den Prozessadressraum geladen wurden. Umgekehrt wurde der std::vector zugewiesen und mit Nullen gefüllt, was zur Seitenpräsenz führte.

Lösung

Vorabfehler der Seiten des std::array mit Nullen -Füllen oder Verwenden von mlock() unter Linux bringt seine Seiten in den Adressraum und setzt seine Iterationsgeschwindigkeit mit der von std::vector gleich.

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