Ist die C-Ausnahmebehandlung in modernen Compilern wirklich ineffizient?

Ausnahmebehandlung in C: Effizienz in modernen Implementierungen

Es wurden Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen der Ausnahmebehandlung in C auf die Leistung geäußert. Während es stimmte, dass Ausnahmen in früheren Versionen von C relativ langsam waren, wurden in zeitgenössischen Implementierungen erhebliche Fortschritte gemacht.

Zero-Cost-Modell-Ausnahmen

Die vorherrschende Ausnahme Das heutige Handhabungsmodell, bekannt als Zero-Cost-Modell, eliminiert den mit expliziten Ausnahmeprüfungen verbundenen Aufwand. Stattdessen generiert der Compiler eine Seitentabelle, die potenzielle Ausnahmepunkte Handlern zuordnet. Wenn eine Ausnahme ausgelöst wird, wird diese Tabelle herangezogen, um den entsprechenden Handler zu identifizieren.

Leistungsvergleich

Im Vergleich zur traditionellen „Wenn (Fehler)“-Strategie, der Null -Kostenmodell weist die folgenden Leistungsmerkmale auf:

• Außergewöhnlicher Pfad:Während Ausnahmen einen tragen Leistungseinbußen auf dem außergewöhnlichen Pfad, er ist etwa 10-20x langsamer als eine „Wenn“-Prüfung.
• Nicht-außergewöhnlicher Pfad: Wenn keine Ausnahmen auftreten, verursacht das Zero-Cost-Modell keine zusätzlicher Overhead.

Beeinflussende Faktoren Leistung

Die Auswirkungen von Ausnahmen auf die Leistung werden nicht ausschließlich durch die CPU-Kosten bestimmt. Die folgenden Faktoren spielen ebenfalls eine Rolle:

• Cache-Fehler: Die Seitentabelle wird normalerweise nicht zwischengespeichert, was zu einer hohen Latenz beim Abrufen aus dem Speicher führt.
• RTTI-Overhead: Die Bestimmung des richtigen Handlers erfordert Reflection Type Information (RTTI), was aufgrund von Reflection Type Information ein kostspieliger Vorgang sein kann Dynamische Typprüfung.

Fazit

Während Ausnahmen auf dem Ausnahmepfad langsamer sind, sind sie im Allgemeinen schneller als explizite Prüfungen auf dem Nicht-Ausnahmepfad. Darüber hinaus ermöglichen Ausnahmen Aufrufern die Möglichkeit, Fehler elegant zu behandeln, indem sie sie entweder explizit behandeln oder an den Aufrufstapel weiterleiten.

Daher ist es wichtig, bei der Entscheidung, ob Ausnahmen verwendet werden sollen, der Lesbarkeit und Wartbarkeit Vorrang vor der Leistung zu geben . Durch die sinnvolle Nutzung von Ausnahmen können Entwickler Code erstellen, der sowohl effizient als auch robust ist.

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