c - 全局变量在 C 中的紧密循环内读取

Question

假设我在 C 中有一个紧密的循环，在其中我使用全局变量的值来做一些算术，例如

double c;
// ... initialize c somehow ...

double f(double*a, int n) {
  double sum = 0.0;
  int i;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    sum += a[i]*c;
  }
  return sum;
}

与c全局变量。每次循环迭代中是否c“从全局范围重新读取”​​？毕竟，它可能已经被其他一些执行其他功能的线程改变了，对吧？c因此，通过在循环之前获取本地（函数堆栈）副本并仅使用此副本，代码会更快吗？

double f(double*a, int n) {
  double sum = 0.0;
  int i;
  double c_cp = c;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    sum += a[i]*c_cp;
  }
  return sum;
}

虽然我没有指定如何c初始化，但让我们假设它以某种方式完成，以便在编译时该值是未知的。此外，c在整个运行时确实是一个常数，即我作为程序员知道它的值不会改变。我可以让编译器了解这些信息，例如static double c在全局范围内使用吗？这会改变a[i]*cvs.的a[i]*c_cp问题吗？

我自己的研究

• 阅读例如this的“全局变量”部分，似乎很清楚获取全局变量的本地副本是要走的路。但是，他们想更新全局变量的值，而我只想读取它的值。
• 使用Godbolt，我没有注意到cvs.c_cp和double cvs.的程序集有任何真正的区别static double c。

标签： cperformancestackglobal-variablesglobal

Answer 1

任何相当聪明的编译器都会优化您的代码，使其表现得像您的第二个代码片段。使用static不会有太大变化，但如果你想确保每次迭代都读取，那么使用volatile.

关于来自不同线程的更改的要点。就单线程执行而言，编译器将保持代码的完整性。这意味着它可以重新排序您的代码、跳过某些内容、添加一些内容——只要最终结果仍然相同。

对于多个线程，您的工作是确保事情仍然以特定的顺序发生，而不仅仅是最终结果是正确的。确保是内存屏障的方法。这是一个有趣的话题，但除非你是专家，否则最好避免。