Porady: używanie z funkcji Alloc i Free do poprawiania wydajności pamięciHow to: Use Alloc and Free to Improve Memory Performance

W tym dokumencie przedstawiono sposób korzystania z funkcji concurrency:: Alloc i concurrency:: Free w celu zwiększenia wydajności pamięci.This document shows how to use the concurrency::Alloc and concurrency::Free functions to improve memory performance. Porównuje czas wymagany do odwrócenia elementów tablicy równolegle dla trzech różnych typów, które określają new delete Operatory i.It compares the time that is required to reverse the elements of an array in parallel for three different types that each specify the new and delete operators.

AllocFunkcje i Free są najbardziej przydatne, gdy wiele wątków często wywołuje jednocześnie Alloc i Free .The Alloc and Free functions are most useful when multiple threads frequently call both Alloc and Free. Środowisko uruchomieniowe utrzymuje oddzielną pamięć podręczną pamięci dla każdego wątku; w związku z tym środowisko uruchomieniowe zarządza pamięcią bez użycia blokad lub barier pamięci.The runtime holds a separate memory cache for each thread; therefore, the runtime manages memory without the use of locks or memory barriers.

Przykład: typy określające operatory New i DELETEExample: Types that specify new and delete operators

W poniższym przykładzie pokazano trzy typy, które określają new Operatory i delete .The following example shows three types that each specify the new and delete operators. new_deleteKlasa używa new operatorów globalnych i delete , malloc_free Klasa używa funkcji malloc i Free środowiska uruchomieniowego języka C, a Alloc_Free Klasa używa środowisko uruchomieniowe współbieżności Alloc i Free funkcji.The new_delete class uses the global new and delete operators, the malloc_free class uses the C Runtime malloc and free functions, and the Alloc_Free class uses the Concurrency Runtime Alloc and Free functions.

// A type that defines the new and delete operators. These operators 
// call the global new and delete operators, respectively.
class new_delete
{
public:
   static void* operator new(size_t size)
   {
      return ::operator new(size);
   }
   
   static void operator delete(void *p)
   {
      return ::operator delete(p);
   }

   int _data;
};

// A type that defines the new and delete operators. These operators 
// call the C Runtime malloc and free functions, respectively.
class malloc_free
{
public:
   static void* operator new(size_t size)
   {
      return malloc(size);
   }
   static void operator delete(void *p)
   {
      return free(p);
   }

   int _data;
};

// A type that defines the new and delete operators. These operators 
// call the Concurrency Runtime Alloc and Free functions, respectively.
class Alloc_Free
{
public:
   static void* operator new(size_t size)
   {
      return Alloc(size);
   }
   static void operator delete(void *p)
   {
      return Free(p);
   }

   int _data;
};

Przykład: funkcje zamiany i reverse_arrayExample: swap and reverse_array functions

W poniższym przykładzie przedstawiono swap funkcje i reverse_array .The following example shows the swap and reverse_array functions. swapFunkcja wymienia zawartość tablicy w określonych indeksach.The swap function exchanges the contents of the array at the specified indices. Przydziela pamięć ze sterty dla zmiennej tymczasowej.It allocates memory from the heap for the temporary variable. reverse_arrayFunkcja tworzy dużą tablicę i oblicza czas wymagany do odwrócenia tablicy kilka razy równolegle.The reverse_array function creates a large array and computes the time that is required to reverse that array several times in parallel.

// Exchanges the contents of a[index1] with a[index2].
template<class T>
void swap(T* a, int index1, int index2)
{
   // For illustration, allocate memory from the heap.
   // This is useful when sizeof(T) is large.
   T* temp = new T;
   
   *temp = a[index1];
   a[index1] = a[index2];
   a[index2] = *temp;
   
   delete temp;
}

// Computes the time that it takes to reverse the elements of a 
// large array of the specified type.
template <typename T>
__int64 reverse_array()
{
    const int size = 5000000;
    T* a = new T[size];   
    
    __int64 time = 0;
    const int repeat = 11;

    // Repeat the operation several times to amplify the time difference.
    for (int i = 0; i < repeat; ++i)
    {
        time += time_call([&] {
            parallel_for(0, size/2, [&](int index) 
            {
                swap(a, index, size-index-1); 
            });
        });
    }

    delete[] a;
    return time;
}

Przykład: funkcja wmainExample: wmain function

Poniższy przykład pokazuje wmain funkcję, która oblicza czas wymagany do reverse_array działania funkcji na new_delete , malloc_free , i Alloc_Free , z których każdy używa innego schematu alokacji pamięci.The following example shows the wmain function, which computes the time that is required for the reverse_array function to act on the new_delete, malloc_free, and Alloc_Free types, each of which uses a different memory allocation scheme.

int wmain()
{  
   // Compute the time that it takes to reverse large arrays of 
   // different types.

   // new_delete
   wcout << L"Took " << reverse_array<new_delete>() 
         << " ms with new/delete." << endl;

   // malloc_free
   wcout << L"Took " << reverse_array<malloc_free>() 
         << " ms with malloc/free." << endl;

   // Alloc_Free
   wcout << L"Took " << reverse_array<Alloc_Free>() 
         << " ms with Alloc/Free." << endl;
}

Pełny przykład koduComplete code example

Kompletny przykład.The complete example follows.

// allocators.cpp
// compile with: /EHsc 
#include <windows.h>
#include <ppl.h>
#include <iostream>

using namespace concurrency;
using namespace std;

// Calls the provided work function and returns the number of milliseconds 
// that it takes to call that function.
template <class Function>
__int64 time_call(Function&& f)
{
   __int64 begin = GetTickCount();
   f();
   return GetTickCount() - begin;
}

// A type that defines the new and delete operators. These operators 
// call the global new and delete operators, respectively.
class new_delete
{
public:
   static void* operator new(size_t size)
   {
      return ::operator new(size);
   }
   
   static void operator delete(void *p)
   {
      return ::operator delete(p);
   }

   int _data;
};

// A type that defines the new and delete operators. These operators 
// call the C Runtime malloc and free functions, respectively.
class malloc_free
{
public:
   static void* operator new(size_t size)
   {
      return malloc(size);
   }
   static void operator delete(void *p)
   {
      return free(p);
   }

   int _data;
};

// A type that defines the new and delete operators. These operators 
// call the Concurrency Runtime Alloc and Free functions, respectively.
class Alloc_Free
{
public:
   static void* operator new(size_t size)
   {
      return Alloc(size);
   }
   static void operator delete(void *p)
   {
      return Free(p);
   }

   int _data;
};

// Exchanges the contents of a[index1] with a[index2].
template<class T>
void swap(T* a, int index1, int index2)
{
   // For illustration, allocate memory from the heap.
   // This is useful when sizeof(T) is large.
   T* temp = new T;
   
   *temp = a[index1];
   a[index1] = a[index2];
   a[index2] = *temp;
   
   delete temp;
}

// Computes the time that it takes to reverse the elements of a 
// large array of the specified type.
template <typename T>
__int64 reverse_array()
{
    const int size = 5000000;
    T* a = new T[size];   
    
    __int64 time = 0;
    const int repeat = 11;

    // Repeat the operation several times to amplify the time difference.
    for (int i = 0; i < repeat; ++i)
    {
        time += time_call([&] {
            parallel_for(0, size/2, [&](int index) 
            {
                swap(a, index, size-index-1); 
            });
        });
    }

    delete[] a;
    return time;
}

int wmain()
{  
   // Compute the time that it takes to reverse large arrays of 
   // different types.

   // new_delete
   wcout << L"Took " << reverse_array<new_delete>() 
         << " ms with new/delete." << endl;

   // malloc_free
   wcout << L"Took " << reverse_array<malloc_free>() 
         << " ms with malloc/free." << endl;

   // Alloc_Free
   wcout << L"Took " << reverse_array<Alloc_Free>() 
         << " ms with Alloc/Free." << endl;
}

Ten przykład generuje następujące przykładowe dane wyjściowe dla komputera, który ma cztery procesory.This example produces the following sample output for a computer that has four processors.

Took 2031 ms with new/delete.
Took 1672 ms with malloc/free.
Took 656 ms with Alloc/Free.

W tym przykładzie typ, który korzysta z Alloc funkcji i Free zapewnia najlepszą wydajność pamięci, ponieważ Alloc Free funkcje i są zoptymalizowane pod kątem często przypisywania i zwalniania bloków pamięci z wielu wątków.In this example, the type that uses the Alloc and Free functions provides the best memory performance because the Alloc and Free functions are optimized for frequently allocating and freeing blocks of memory from multiple threads.

Kompilowanie koduCompiling the Code

Skopiuj przykładowy kod i wklej go w projekcie programu Visual Studio lub wklej go w pliku o nazwie, allocators.cpp a następnie uruchom następujące polecenie w oknie wiersza polecenia programu Visual Studio.Copy the example code and paste it in a Visual Studio project, or paste it in a file that is named allocators.cpp and then run the following command in a Visual Studio Command Prompt window.

cl.exe przy/EHsceń. cppcl.exe /EHsc allocators.cpp

Zobacz teżSee also

Funkcje zarządzania pamięciąMemory Management Functions
Alloc — funkcjaAlloc Function
Free — funkcjaFree Function