C++性能优化-内存拷贝操作

1、为什么大量内存拷贝会影响性能?

C++ 中的内存拷贝是一种常见的操作，但是如果内存拷贝的数据较大或者频率较高，会导致性能下降。这是由于内存拷贝会占用 CPU 时间和传输带宽资源，从而增加程序的执行时间。

具体来说，内存拷贝时需要从源内存地址中读取数据，并将数据写入到目标内存地址中。如果要复制的数据很大，比如说需要复制 1GB 的数据，那么 CPU 就需要从源内存地址中读取 1GB 的数据，并将数据写入到目标内存地址中，这个过程中会占用一定的 CPU 时间和带宽。

另外，内存拷贝时还会引发 CPU 缓存失效，导致 CPU 重新从内存中读取数据，进而增加了 CPU 的读取时间。这个问题尤其突出在数据结构较为复杂，缓存行所占据空间较小或访问模式不规律的情况下。

因此，在进行内存拷贝时，尽可能避免不必要的数据复制。例如，可以通过指针操作直接访问内存区域，避免进行多次内存拷贝。同时，可以使用一些常见的优化技术，例如：

1. 使用基于 DMA（直接内存访问） 的内存拷贝技术，将内存拷贝的处理交给硬件设备，减少 CPU 的参与，提高拷贝效率。

2. 增加内存访问的局部性，例如使用缓存技术，减少缓存失效，从而提高访问速度。

3. 对于较大的内存拷贝，可以将数据切分为多个小块，以减少 CPU 时间和带宽的占用。

总之，合理的内存拷贝方式可以有效提高程序的性能，减少 CPU 的负担，提高用户体验。

2、如何优化内存使用

在处理大型对象或频繁进行拷贝操作的场景下，不合理的拷贝操作会导致严重的性能问题。

Linux C++性能优化：从根本上消除拷贝操作的浪费 - 知乎

• 形参传递使用引用。
• C++11中返回值采用的是移动语义。
• std:swap函数
• 使用对象池
• 避免不必要的临时对象