虚函数的性能真的那么差？

昨天在查阅某个问题的时候，突然看到了关于各个操作的性能损耗，今天就借助这篇文章，聊聊我们印象中性能很差的虚函数~~。

关于虚函数

对于虚函数(virtual function)的实现机制，在此就不再赘述了，本节我们聊聊关于虚函数的性能消耗这块。

下面且看一个例子：

class Base
{
public:
     void fun() {}
     virtual void vfun() {}
};

class Derived : public Base
{
public:
     void vfun() {}
};

void vfun(Base *b) {
  b->vfun();
}

void fun(Base *b) {
  b->fun();
}

emm，相信很多人看过Stanley B. Lippman的<<Inside the C++ Object Model>>一书，其中讲到，在编译器的实现机制中，非静态成员函数需要通过对象实例来调用，因为它们隐式地接收一个指向对象本身的this指针作为第一个参数。换句话说，就是编译器对成员函数的实现中，会将成员函数实现成为与普通函数一样，唯一的区别就是在函数参数末尾会增加一个隐式参数-this指针。

那么，上面Base类中，fun()函数的实现，在编译器看来，可能如下：

M4BaseFvvE(Base * _this)

继续看下面这段代码：

int main() {
  Base *b1 = nullptr;
  Base *b2 = nullptr;
  b1 = new Base;
  b2 = new Derived;
  b1->vfun();
  b2->vfun();
}

在上述代码中，有两个Base类型的指针，分别指向基类Base和派生类Derived，那么其调用机制又如何呢？

首先，与非virtual函数实现机制一样，对于virtual函数，都会增加一个默认的指向实际对象的this指针。

其次，编译器在包含虚函数的类中添加一个隐含的指针vptr指向类的虚函数表，一般情况下，这个vptr指针在对象的最前面

最后，在运行时，通过查找虚函数表，进而找到正确的应该被调用的函数。

也就是说，对于虚函数的调用，最终，编译器可能会变成：

(*b1->vptr[i])(p); // p为实际对象的地址，即Base对象
(*b1->vptr[i])(p); // p为实际对象的地址，即Derived对象

好了，上述这个过程仅仅是本文的后续内容的一个铺垫，往往，我们说虚函数性能差，是因为虚表的查找过程导致性能较普通函数或者普通成员函数查，嗯，相信很多人和我一样，认为这个差，是很差~~

性能

直到我昨天在查阅某个问题的时候，恰好看了一张各种操作的性能分析图，算是颠覆了之前的某些认知。

好了，图来了~~

从上图可以看出，我们所理解的虚函数性能（准确的说是查虚表）的性能，与L3差不多，整数除法操作的一半性能。

基于上图，可以看下代码中哪些地方可以优化，当然了，可以从底部开始（如果非要从顶部开始的话，也没人拦着~），如果非要总结的话，那就如下几点：

•一次IO毁所有•多线程只是可选，如果单线程能完成且性能不错的前提下，慎用多线程，毕竟其上下文切换开销很大•异常处理的性能损耗超过我们想象•尽量避免系统/内核调用