为什么在调用函数时会有开销？

Question

人们常常说，在程序中调用函数会产生一定的开销，或者不可避免地会产生其他问题。与没有该函数调用的类似程序相比，这可以更好地解释吗？

Answer 1

另请参阅此处和此处以讨论何时内联有意义。

• 内联

  通常，您只能向编译器建议inline一个函数，但编译器可能会另有决定。不过，Visual Studio 提供了自己的forceinline关键字。某些函数不能内联，例如当它们是递归的或在编译时无法确定目标函数时（通过函数表调用，C++ 中的虚函数调用）。

  我建议您相信编译器是否应该内联函数。如果您真的想内联您的代码，请考虑使用宏。

• 高架

  当您使用函数时，内存开销最小，因为您不会重复代码；内联代码被复制到调用站点中。这些天的性能开销可以忽略不计，因为现代架构真的很好地预测和调用，只有大约 1-2 个周期的开销。

Answer 2

这取决于您的编译器设置及其优化代码的方式。一些函数是内联的。其他人不是。这通常取决于您是针对大小还是针对速度进行优化。

通常，调用函数导致延迟的原因有两个：

• 该程序需要挂钩到内存中函数代码开始的某个随机位置。为此，它需要将当前光标位置保存到堆栈中，以便知道从哪里返回。这一过程消耗了不止一个 CPU 周期。

• 根据您的 CPU 架构，可能有一个管道，它与您当前的指令执行并行地将下几条指令从内存中提取到 CPU 缓存中。这是为了加快执行速度。当你调用一个函数时，游标钩到一个完全不同的地址，所有缓存的指令都从管道中刷新。这会导致进一步的延误。