異常處理是個十分深奧的主題,這裡只是淺論其對C++性能的影響。
在VC++中,有多個異常處理模式,三個最重要:
異常處理每增加一個級別,都要付出時空上的代價。我們從下面簡單的C++例子著手,分析異常處理的原理及其性能:
// simple class
class MyAppObject
{
public:
MyAppObject(int id) : _myID(id) {}
~MyAppObject();
int _myID;
void DoSomething(int throwWhat) ;
};
// can throw 2 different exception
void MyAppObject::DoSomething(int throwWhat)
{
printf("MyAppObject::DoSomething called for '%d'\n", _myID);
switch (throwWhat)
{
case 0:
break;
case 1:
this->_myID /= 0; // exception 1
break;
case 2:
throw SimpleString("error!"); // exception 2
break;
}
}
// Test exception for the above class
void TestMyAppObject()
{
printf("before try”);
try // line1
{
printf("in try”);
MyAppObject so = 1; // line2
SimpleString ss("test ex point one"); // line3
so.DoSomething(1); // line4
printf("so::ID called for '%d'\n", so._myID);
MyAppObject so2 = 2; // line5
printf("so2::ID called for '%d'\n", so2._myID);
so2.DoSomething(0); // line6
}
catch(const SimpleString &e) // line7
{
//printf("something happened: %s \n", e);
}
catch(...) //line8
{
//printf("something happened: %s \n", "SEH");
}
}
第一步,我們先選擇“no exception”,並將上面line1,line7,line8注釋掉。代碼的size是:
Exe
Obj
32,256 bytes
20,931 bytes
然而因為line4引入一個“除0”異常,我們的程序非正常地停止了工作。這並非什麼大的災難。但是如果這是關鍵的服務器程序,這樣的結果肯定不能為客戶接受。
第二步,我們選擇了,C++ only flag(/EHsc)。代碼size變為:
Exe
Obj
37,888 bytes
24,959 bytes
代碼size較前面選擇增加了近20%。
然而,這個選擇決定了如果是C++的throw產生的異常我們可以俘獲。操作系統產生的異常,比如windows SEH 異常機制產生的異常,也不能俘獲。測試時,將line1,line7,Line8注釋取消。
運行程序,“除0”異常仍然導致程序停止。然而,將line4輸入改為2時,C++ throw 的異常被line7俘獲。
第三步,我們選擇“C++ 加 SHE (/EHa)”,代碼size變為:
Exe
Obj
37.0 KB (37,888 bytes)
28,486 bytes
代碼 obj size 略有變化,但是不顯著。選擇了這個後,MyAppObject::DoSomething的兩種異常都能被俘獲了。
加了異常處理,程序的“工作集(working set)”, 的增長度高達20%,這是相當顯著的。關鍵的軟件部件必須考慮到這一點。那麼,運行速度會不會受到影響呢?我們先看看異常處理的語義吧。
上面的TestMyAppObject中,由於C++必須保證一旦異常出現,能“正確地”地銷毀自動變量,比如TestMyAppObject中的so,ss,和 so2 變量。在有異常處理的情況下,必須區分“現行程序”的“區域”和“熱點”。
比如,TestMyAppObject的區域有before try 和 in try。
TestMyAppObject熱點有line2 ~ line6 (每個line都是一個熱點)。
TestMyAppObject異常處理的邏輯是:
VC++的stack unwinding實現大致如此:
異常處理邏輯可以轉換成一個靜態的jump列表(列出上面的四個熱點的jump to 地址),和一個stack_unwind()函數(堆棧回滾函數),根據當前的”熱點”,通過此列表,動態地跳到異常處裡的回滾代碼處。
綜合起來,異常處理在C++中,根據函數的auto變量的分布,必須在每個可能出現異常的函數添加上訴jump列表,導致程序size和工作集明顯增加。但是測試表明,如果不出現異常,程序的執行速度的影響是可忽略的(僅僅需要保持熱點位置),TestMyAppObject的測試結果選擇異常處理(但不出異常)反而比選擇不支持異常處理稍快。
出現異常後,TestMyAppObject的測試結果表明,程序速度的影響可以在10%~15%以上。但是我的測試還沒有加rethrow 獲者其它異常處理邏輯,僅僅俘獲而已。
另一個有趣的問題是,函數中auto變量的分布,對“熱點列表”size的影響, 熱點太多,會導致熱點列表變得很大,所以如果可能,盡量把auto變量放在頂端:
X a, b;
Y c,d;
而不是
X a;
// do something (1)
X b;
// do something else (2)
Y c;
// do yet something else (3)
Y d;
因為第一種分布只有一個熱點(假設constructor 不會throw)。而第二種分布至少有三個熱點。
測試上述TestMyAppObject函數,循環1000次的結果:
傳值1,使line4出現除零異常,時間是0.832秒。
這個結果我有下列觀察:
異常處理是C++中具有重要附加值的語言構造,為安全可靠的應用程序提供了基石。
但是它也同時具有時空兩方面的代價(trade off),我們在應用時要清楚這個方面。異常應該在“異常時”用 (好像是廢話,其實是設計思想和模式的重要一環),不要把它當作方便的“控制構造 control construct”來用。如果應用容許,也要盡可能減少“熱點”,減小熱點列表。
這個警告的意思是說你在代碼的某個地方執行了異常處理,比如try{}catch{}語句,但編譯選項裡面沒有支持異常處理的操作。
解決方法是:在makefile文件中加上“/EHsc”這幾個字,這是命令行命令,參數意義如下:
/EH{s|a}[c][-]
參數
a 捕獲異步(結構化)異常和同步 (C++) 異常的異常處理模型。
s 僅捕獲 C++ 異常並通知編譯器假定 extern C 函數確實引發了異常的異常處理模型。
c 如果與 s (/EHsc) 一起使用,則僅捕獲 C++ 異常並通知編譯器假定 extern C 函數從未引發 C++ 異常。/EHca 等效於 /EHa。
使用 /EHs 指定同步異常處理模型(沒有結構化異常處理異常的 C++ 異常處理)。如果使用 /EHs,那麼 catch 子句將不會捕獲異步異常。此外,在 Visual C++ 2005 中,當生成異步異常時,即使處理了異步異常也不會損壞范圍內的所有對象。在 /EHs 下,catch(...) 僅捕獲 C++ 異常。將不捕獲訪問沖突和 System.Exception 異常。
使用 /EHa 指定異步異常處理模型(具有結構化異常處理異常的 C++ 異常處理)。/EHa 可能導致映像性能較差,因為編譯器將不會積極地優化 catch 塊,即使編譯器沒有發現 throw 異常。
如果希望捕獲由 throw 以外的內容引發的異常,請使用 /EHa。
紋理確實是圖片,只不過是一張大圖,比如一個游戲中很多的人物,樹木,房屋圖片等等,這些都是一個一個的精靈,把他們都畫在一張大紙上,這張大紙就是紋理。
這樣做的原因是:進入游戲處理邏輯之前先加載這張大紙,這張大紙就在緩存裡了,以後每次要用不同精靈的時候都從這張大紙上取,速度就很快。如果不用紋理,每次生成精靈都要返回到工程目錄去查找文件,再加載,會很慢,影響性能。
總結來說就是,用紋理是緩存級別的存取,不用紋理是硬盤級別的存取;一次加載,終身受益。
一般的做法是:用專門的軟件先把單個圖片拼成一張大圖,即紋理圖。再加載紋理圖。
渲染是對顯卡而言的,是顯卡把圖片畫出來的過程。比如一個正方形放在平面坐標系中,它有大小,位置,旋轉角度,顏色,這四個屬性,所以它可以被等比例的放大縮小,平移到其他位置,繞中心點或某個點旋轉一個角度,塗上任意顏色。這四個過程就叫做渲染。
萬事開頭難,加油!
關系語義 Kripke 語義(也叫做關系語義或框架語義,並經常混淆於可能世界語義)是模態邏輯系統的形式語義,於 1950 年代晚期和 1960 年代早期由 Saul Kripke 建立。它後來為另一個非經典邏輯,最重要的直覺邏輯所接受。Kripke 語義的發現是非經典邏輯開發中重大突破,因為這種邏輯的模型論在 Kripke 之前實際上是不存在的。
模態邏輯的語義
對於我們的目的,模態邏輯的語言由命題變量,讀者喜歡的布爾連結詞的完備集合(比如 {→,¬} 或 {∨,∧,¬}),和模態算子 <math>\Box</math> (“必然性”)構成。對偶的模態算子 <math>\Diamond</math> (“可能性”) 定義為一個簡寫: <math>\Diamond A:=\neg\Box\neg A</math>。更多背景請參見模態邏輯。
基本定義
Kripke 框架或模態框架是 <W,R> 對,這裡的 W 是非空集合,R 是在 W 上的二元關系。W 的元素叫做節點或世界,而 R 叫做可及關系。
Kripke 模型是 <W,R,<math>\Vdash</math>> 三元組,這裡的 <W,R> 是 Kripke 框架,而 <math>\Vdash</math> 是在 W 的節點和模態公式之間的如下關系:
<math>w\Vdash\neg A</math> 當且僅當 <math>w\not\Vdash A</math>,
<math>w\Vdash A\to B</math> 當且僅當 <math>w\not\Vdash A</math> 或 <math>w\Vdash B</math>,
<math>w\Vdash\Box A</math> 當且僅當 <math>\forall u\,(w\; R\; u \Rightarrow u\Vdash A)</math>。
我們把 w <math>\Vdash</math>A 讀做 “w 滿足 A”,“A 滿足於 w”,或 “w 力迫 A”。關系 <math>\Vdash</math> 叫做“滿足關系”、“求值關系”或“力迫關系”。注意滿足關系由它在命題變量上的值唯一確定。
公式 A 在下列之中是有效的:
模型 <W,R,<math>\Vdash</math>>,如果對於所有 w ∈W 有 w <math>\Vdash</math>A,
框架 <W,R>,如果對於 <math>\Vdash</math> 的所有可能的選擇,它在 <......余下全文>>