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【中文标题】虚拟机/解释器的性能提升策略？【英文标题】：Performance improvement strategies for VM / interpreter? 【发布时间】：2012-07-30 11:15:03 【问题描述】：我用 C 编写了一个简单的 VM，使用简单的指令切换，没有任何指令解码，但性能很糟糕。
对于简单的算术运算，对于相同的运算，VM 比本地 C 代码慢大约 4000 倍。我测试了一组长度为 1000 万的数组，第一个由程序指令组成，随机 + - * / 操作，2 个保存随机整数的数组，第三个数组是操作目标存储。
我原以为算术性能会下降 3-4 倍，所以 `4000x 真的让我大吃一惊。即使是最慢的解释语言似乎也能提供更高的性能。那么我的方法哪里出了问题，如何在不将 JIT 编译为机器代码的情况下提高性能？
实现是...基本上是我能想到的最简单的：
begin:
switch (*(op+(c++)))
case 0:
add(in1+c, in2+c, out+c); goto begin;
case 1:
sub(in1+c, in2+c, out+c); goto begin;
case 2:
mul(in1+c, in2+c, out+c); goto begin;
case 3:
div(in1+c, in2+c, out+c); goto begin;
case 4:
cout << "end of program" << endl;
goto end;
default:
cout << "ERROR!!!" << endl;
end:
更新： 当我注意到我用来分析的 QElapsedTimer 实际上被破坏时，我正在玩弄程序的长度。现在我正在使用 clock() 函数，根据它计算的 goto 实际上与本机代码运行相当，可能会低一点。这个结果合法吗？？？这是完整的源代码（我知道它很丑，毕竟它只是为了测试）：
#include <QtGlobal>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <ctime>
using namespace std;
#define LENGTH 70000000
void add(int & a, int & b, int & r) r = a * b;
void sub(int & a, int & b, int & r) r = a - b;
void mul(int & a, int & b, int & r) r = a * b;
void div(int & a, int & b, int & r) r = a / b;
int main()
char * op = new char[LENGTH];
int * in1 = new int[LENGTH];
int * in2 = new int[LENGTH];
int * out = new int[LENGTH];
for (int i = 0; i < LENGTH; ++i)
*(op+i) = i % 4;
*(in1+i) = qrand();
*(in2+i) = qrand()+1;
*(op+LENGTH-1) = 4; // end of program
long long sClock, fClock;
unsigned int c = 0;
sClock = clock();
cout << "Program begins" << endl;
static void* table[] =
&&do_add,
&&do_sub,
&&do_mul,
&&do_div,
&&do_end,
&&do_err,
&&do_fin;
#define jump() goto *table[op[c++]]
jump();
do_add:
add(in1[c], in2[c], out[c]); jump();
do_sub:
sub(in1[c], in2[c], out[c]); jump();
do_mul:
mul(in1[c], in2[c], out[c]); jump();
do_div:
div(in1[c], in2[c], out[c]); jump();
do_end:
cout << "end of program" << endl; goto *table[6];
do_err:
cout << "ERROR!!!" << endl; goto *table[6];
do_fin:
fClock = clock();
cout << fClock - sClock << endl;
delete [] op;
delete [] in1;
delete [] in2;
delete [] out;
in1 = new int[LENGTH];
in2 = new int[LENGTH];
out = new int[LENGTH];
for (int i = 0; i < LENGTH; ++i)
*(in1+i) = qrand();
*(in2+i) = qrand()+1;
cout << "Native begins" << endl;
sClock = clock();
for (int i = 0; i < LENGTH; i += 4)
*(out+i) = *(in1+i) + *(in2+i);
*(out+i+1) = *(in1+i+1) - *(in2+i+1);
*(out+i+2) = *(in1+i+2) * *(in2+i+2);
*(out+i+3) = *(in1+i+3) / *(in2+i+3);
fClock = clock();
cout << fClock - sClock << endl;
delete [] in1;
delete [] in2;
delete [] out;
return 0;
【问题讨论】：
您需要删除Sleep(1) 您已在代码中进行调试。 ;) 说真的，你有没有机会在每次迭代期间调用任何系统函数？
@avakar - 绝对没有被调用，整个程序循环仅包含一个 switch 语句，该语句调用适当的函数并递增指令指针。调试构建甚至更慢，大约 9000 倍的性能下降。它仍然非常快，这 1000 万次操作只花费了动态分配内存所需时间的一小部分，但我仍然希望有更高的性能，这似乎是可能的。
eli.thegreenplace.net/2012/07/12/…
您是否考虑向我们提供更多有关您的 VM 的信息？如何提高代码的性能，你几乎一无所知，这很难回答。
这个方法听起来很合理，所以问题可能出在你遗漏的细节上。
【参考方案1】：
Darek Mihocka 有一篇关于在便携式 C 中创建快速解释器的优秀而深入的文章：http://www.emulators.com/docs/nx25_nostradamus.htm
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