Двухстековая модель: тесты на скорость

После исследования двухстековой модели Алексей Маркин задал вопрос: сравнивалась ли скорость выделения памяти в двух стековой модели со скоростью выделения памяти в куче. На тот момент такого сравнения не проводись. Не хотелось тратить на это время: «и так всё понятно». Но некоторые сомнения посетителей сайта, высказанные в комментариях, подвигли на создание теста.

            Делаем небольшой эксперимент: многократно выделяем память под ячейку памяти размером 4 байта функцией malloc(), затем освобождаем занятую память функцией free().

            Затем делаем то же самое, только выделяем 4 байта не в куче, а стеке. И, конечно, засекаем потраченное время для обоих случаев.

            При резервировании памяти функцией malloc() полученный указатель сохраняем в ячейке, которая была выделена на предыдущем шаге. Ведь мы же не должны терять этот указатель, он нам нужен будет при освобождении памяти. Количество циклов назначаем такое, чтобы свести к минимуму погрешности замеров. Это число, равное 1024*1024*64, было подобрано экспериментальным путём так, чтобы тестирование на компьютере с процессором AMD A8-4555M c 4Гб памяти занимало несколько минут. Затем ровно такое же количество раз занимаем память в стеке. Точно так же будем записывать полученный указатель в ячейку, выделенную шагом ранее. Вот только мы не можем написать функцию освобождения памяти в стеке. Дело в том, что она освобождается автоматически при выходе из функции командой «xchg ESP, другой стек». Т.е. эта одна команда будет делать то же, что и функция free() в цикле, выполненном 1024*1024*64 раз.

            А вот и сам тест:

#define		СКОЛЬКО 	1024*1024*64
//-------------------------------------------------------------------------
int*  Размещение в куче (int* предыдущий указатель) {
    int* выделенный участок памяти = (int*) malloc (4);
    * выделенный участок памяти = (int) предыдущий указатель;
    return  выделенный участок памяти;
} //-----------------------------------------------------------------------
int*  Удаление из кучи (int* текущий указатель) {
    int* предыдущий указатель = (int*) *текущий указатель;
    free (текущий указатель);
    return  предыдущий указатель;
} //-----------------------------------------------------------------------
void  Тестирование кучи () {
    int* предыдущий указатель = 0;
    for (int  i=0; i < СКОЛЬКО; ++i)
        предыдущий указатель = Размещение в куче (предыдущий указатель);
    for (i=0; i < СКОЛЬКО; ++i)
        предыдущий указатель = Удаление из кучи (предыдущий указатель);
} //-----------------------------------------------------------------------
int*  Размещение в стеке (int* предыдущий указатель) {
    int* выделенный участок памяти;
    Выделить память в другом стеке(выделенный участок памяти, 4);
    * выделенный участок памяти = (int) предыдущий указатель;
    return  выделенный участок памяти;
} //-----------------------------------------------------------------------
void  Тестирование стека () {
    int* предыдущий указатель = 0;
    for (int  i=0; i < СКОЛЬКО; ++i) {
        ПЕРЕКЛЮЧИТЬ СТЕК;
        предыдущий указатель = Размещение в стеке (предыдущий указатель);
    ПЕРЕКЛЮЧИТЬ СТЕК;
    }
} //-----------------------------------------------------------------------
int  main() {
    другой стек = Создать другой стек (РАЗМЕР СТЕКА);

    time_t  start_time, finish_time;
    time (&start_time);
    Тестирование кучи ();
    time (&finish_time);
    printf("Время тестирования кучи: %d сек.\n", finish_time - start_time);

    time (&start_time);
    ПЕРЕКЛЮЧИТЬ СТЕК;
    Тестирование стека ();
    ПЕРЕКЛЮЧИТЬ СТЕК;
    time (&finish_time);
    printf("Время тестирования стека: %d сек.\n", finish_time - start_time);
    return  0;
};

Время тестирования кучи:  190 сек.
Время тестирования стека:  7 сек.

Почитайте ещё:

• Почему динамическое распределение памяти — это плохо
• Как обеспечить возврат функциями объектов переменной длины?
• Типы переменного размера (dynamically sized types, DST) в языке Rust
• Массивы переменной длины в C/C++
• Размещение объектов в стеке, традиционный подход
• Размещение объектов переменной длины с использованием множества стеков
• Размещение объектов переменной длины с использованием двух стеков
• Размещение объектов переменной длины с использованием одного стека
• Можно ли забыть о «куче», если объекты переменной длины хранить в стеке
• Безопасность и размещение объектов переменной длины в стеке
• Массивы, структуры, типы, классы переменной длины
• О хранении данных в стеке — вместо заключения

Опубликовано: 2015.01.30, последняя правка: 2021.04.29    23:22

✅  2015/02/11 12:50, Павел          #0 

✅  2015/02/11 12:51, Павел          #1 

✅  2015/02/11 17:43, Автор сайта          #2 

временный объект в стеке будет существовать только пока существует фрейм вызвавшей функции, а если функция возвращает указатель на объект, то наверное предполагается что этот объект можно будет куда то ещё передать / где то сохранить

// Функция: содержимое файла — в строку
function  file2str($file_name) {
   if (is_file($file_name)) {
       $len = filesize ($file_name);
       if ($len > 0) {
           $hand = fopen ($file_name, "r");
           $str = fread ($hand, $len);
           fclose ($hand);
   }   }
   return  $str;
}

foo () {
  x = file2str();
  bar (x);}

✅  2015/08/25 14:11, Прохожий          #3 

✅  2015/08/26 11:51, Автор сайта          #4 

✅  2015/10/01 23:25, Прохожий          #5 

✅  2015/10/01 23:51, Автор сайта          #6 

✅  2016/03/25 02:27, rst256          #7 

Выделяем память под ячейку памяти размером 4 байта функцией malloc(),

✅  2019/01/01 18:08, Comdiv          #8 

сравнивалась ли скорость выделения памяти в двух стековой модели со скоростью выделения памяти в куче

Добавить свой отзыв

Написать автору можно на электронную почту
mail(аt)compiler.su