用于优化性能的C++虚拟机

A virtual machine for C++ for optimizing performance

本文关键字：C++ 虚拟机性能优化用于更新时间：2023-10-16

支持C#和Java等JITed语言的一个论点是，它们可以更好地执行优化，因为虚拟机的运行时评测可以比C++的静态优化代码更好地优化代码。

然而，我想知道我们是否也可以使用虚拟机在C++或任何类似语言的运行时优化代码。例如，我们可以使用LLVM编译器生成的IR，并制作一个虚拟机来解释、JIT和优化代码，类似于Java和C#的情况。

当然，不会有垃圾收集，但优化因素会存在。有人做过这个吗。这上面有文件和工具吗？这种方法会有多好？

这是一个有缺陷的参数。是的，虚拟机有更多的信息可供使用，但与编译器相比，它们的时间和空间也要少得多。

此外，是的，如果你真的想，你绝对可以这样做。但没有人这样做，所以通常不会发生。至少，不是出于优化的原因，您可以这样做是为了沙箱。

LLVM包含JIT编译器，lli和Clang已经可以从C++中生成位代码。我还没有尝试过，但我认为您可以在运行时对生成的位代码文件（您可能必须告诉它在哪里可以找到要链接的C++库文件）和JIT C++使用lli。您甚至应该能够将libc++构建为位代码，这样它也可以是JITed。

Google的Native Client有一个子项目Portable Native Client，我认为LLVM IR被发送到客户端，而不是x86二进制文件，以便在客户端上进行移植。

从理论上讲，是的，JIT可以用于C++。它可以利用底层体系结构中的一些东西来积极地优化代码。它还带来了使应用程序在运行时加载时间更长的缺点。

当然，不会有垃圾收集，因此开销，但优化因素会存在。有任何人都参与其中。这上面有文件和工具吗？多好这种方法会是吗？

这里有很大的误解。对每个用户定义的类型全面强制GC是主要的开销。这也是Android、iOS和Windows移动设备都转向C/C++用于高性能应用程序的原因之一，尽管最初尝试只使用托管虚拟机。

当然，额外的间接级别意味着GC可以自由地执行压缩内存之类的操作，但优化的C/C++程序从一开始就可以使用压缩内存。这也意味着内存最初会更加碎片化，这对于C++擅长的高性能应用程序（处理大型连续缓冲区的应用程序，例如视频处理、光线跟踪或音频处理）来说是一个性能杀手。

此外，将每个UDT实例变成引用意味着所有东西都在堆上，这有效地将原本只有几个时钟周期的操作变成了数百个。

也就是说，为了深入了解问题的核心，当然，C++代码可以使用JIT构建，但你可能会发现，考虑到人们通常使用C++代码的静态性质，这样做并没有真正令人信服的理由。