Question

我在整个应用程序中广泛使用std :: tr1 :: shared_ptr。这包括在函数参数中传递对象。请考虑以下事项：

class Dataset {...}

void f( shared_ptr< Dataset const > pds ) {...}
void g( shared_ptr< Dataset const > pds ) {...}
...

虽然通过shared_ptr传递数据集对象可以保证它在f和g中的存在，但是这些函数可能会被调用数百万次，这会导致很多shared_ptr对象被创建和销毁。这是最近一次运行中平坦gprof配置文件的片段：

Each sample counts as 0.01 seconds.
  %   cumulative   self              self     total
 time   seconds   seconds    calls   s/call   s/call  name
  9.74    295.39    35.12 2451177304     0.00     0.00  std::tr1::__shared_count::__shared_count(std::tr1::__shared_count const&)
  8.03    324.34    28.95 2451252116     0.00     0.00  std::tr1::__shared_count::~__shared_count()

因此，大约17％的运行时花在使用shared_ptr对象的引用计数上。这是正常的吗？

我的应用程序的很大一部分是单线程的，我正在考虑重写一些函数

void f( const Dataset& ds ) {...}

并替换了电话

shared_ptr< Dataset > pds( new Dataset(...) );
f( pds );

与

f( *pds );

在我确定知道对象不会被破坏的地方，当程序流程在f（）内时。但是在我开始改变一堆函数签名/调用之前，我想知道传递shared_ptr的典型性能是什么。似乎shared_ptr不应该用于经常被调用的函数。

任何输入都将不胜感激。谢谢你的阅读。

-Artem

更新：在将一些功能更改为接受const Dataset&后，新配置文件如下所示：

Each sample counts as 0.01 seconds.
  %   cumulative   self              self     total
 time   seconds   seconds    calls   s/call   s/call  name
  0.15    241.62     0.37 24981902     0.00     0.00  std::tr1::__shared_count::~__shared_count()
  0.12    241.91     0.30 28342376     0.00     0.00  std::tr1::__shared_count::__shared_count(std::tr1::__shared_count const&)

我有点困惑的是析构函数调用的数量小于复制构造函数调用的数量，但总体而言我对相关运行时间的减少感到非常满意。感谢所有人的建议。

Answer 1

始终通过 const 引用传递shared_ptr：

void f(const shared_ptr<Dataset const>& pds) {...} 
void g(const shared_ptr<Dataset const>& pds) {...}

编辑：关于他人提到的安全问题：

在整个应用程序中大量使用shared_ptr时，按值传递将花费大量时间（我已经看到它达到50 +％）。
当参数不为空时，请使用const T&而不是const shared_ptr<T const>&。
当性能问题时，使用const shared_ptr<T const>&比const T*更安全。

Answer 2

您只需将shared_ptr传递给函数/对象，以备将来使用。例如，某些类可以保留shared_ptr以在工作线程中使用。对于简单的同步调用，使用普通指针或引用就足够了。 shared_ptr不应该完全使用普通指针替换。

Answer 3

如果你没有使用make_shared，你可以放手一搏吗？通过将引用计数和对象定位在相同的内存区域中，您可以查看与缓存一致性相关的性能增益。值得一试。

Answer 4

在性能关键型应用程序中应避免任何对象创建和销毁，尤其是冗余对象的创建和销毁。

考虑一下shared_ptr正在做什么。它不仅创建了一个新对象并填充它，而且它还引用了共享状态来增加引用信息，并且对象本身可能完全存在于其他地方，这将在缓存中变得噩梦。

大概你需要shared_ptr（因为如果你可以逃脱一个本地对象，你就不会从堆中分配一个），但你甚至可以“缓存”shared_ptr取消引用的结果：

void fn(shared_ptr< Dataset > pds)
{
   Dataset& ds = *pds;

   for (i = 0; i < 1000; ++i)
   {
      f(ds);
      g(ds);
   }
}

...因为即使* pds也需要比绝对必要的更多内存。

Answer 5

听起来你真的知道自己在做什么。您已经分析了应用程序，并且确切地知道了正在使用的循环。您了解只有在不断地执行此操作时，将构造函数调用到引用计数指针才是昂贵的。

我能给你的唯一抬头是：假设你在函数f（t * ptr）里面，如果你调用另一个使用共享指针的函数，你做其他函数（ptr）和其他函数生成一个原始指针的共享指针。当第二个共享指针的引用计数达到0时，您已经有效地删除了您的对象....即使您不想这样做。你说你经常使用引用计数指针，所以你必须注意这样的角点情况。

<击>编辑：您可以将析构函数设置为私有，并且只使用共享指针类的朋友，这样析构函数只能由共享指针调用，这样您才能安全。不会阻止共享指针的多次删除。根据Mat的评论。

传递shared_ptr的成本

5 个答案: