overhead - 什么是“开销”？

Question

什么是开销？是否有多种类型的开销，还是只有一种？有哪些例子？

Answer 1

间接费用成本的商业含义最好地说明了这一点。来自维基百科：

管理费用一词通常用于对业务持续运作所必需的费用进行分组，但不能立即与所提供的产品/服务1相关联（例如，不直接产生利润）。

开销是您执行一项操作所产生的“成本”；您需要“投资”一些资源来执行相关操作。

Answer 2

这是结构和类的大小开销示例：

struct first {
    char letter1;
    int number;
    char letter2;
};

struct second {
    int number;
    char letter1;
    char letter2;
};

int main ()
{
    cout << "Size of first: " << sizeof(first) << endl;
    cout << "Size of second: " << sizeof(second) << endl;
    return 0;
}

结果是：

Size of first: 12
Size of second: 8

编译器必须构建一个字对齐的结构。在第一个结构中，周围的 char（每个一个字节）导致编译器“下推”int，以便它可以作为一个完整的字（四个字节）访问。第二个结构几乎不需要太多的推动。

故事的寓意：将相似大小的数据成员放在一起。

Answer 3

开销是对特定资源的任何使用，这是您实际尝试实现的副作用。例如，结构填充是内存开销的一种形式。在堆栈上推送和弹出参数是一种处理开销。包头是带宽开销的一种形式。想想一个资源，它可能有与之相关的开销。

Answer 4

这是一个时间开销示例，与更好地利用局部性来利用缓存有关：

#include <stdio.h>

#define SIZE 1024

double A[SIZE][SIZE], B[SIZE][SIZE], C[SIZE][SIZE];

int main ()
{
    int i, j, k;

    for (i = 0; i < SIZE; i++) {
        for (j = 0; j < SIZE; j++) {
            for (k = 0; k < SIZE; k++) {
                C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
            }
        }
    }

    return 0;
}

在我的机器上运行它需要很多时间：

real    0m35.137s
user    0m34.996s
sys     0m0.067s

现在我将交换 j 和 k 循环迭代：

#include <stdio.h>

#define SIZE 1024

double A[SIZE][SIZE], B[SIZE][SIZE], C[SIZE][SIZE];

int main ()
{
    int i, j, k;

    for (i = 0; i < SIZE; i++) {
        for (k = 0; k < SIZE; k++) {            // this is the only change
            for (j = 0; j < SIZE; j++) {
                C[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
            }
        }
   }

   return 0;
}

运行时是：

real    0m5.489s
user    0m5.436s
sys     0m0.040s

它要快得多，因为循环迭代更符合数组索引的顺序。因此，数据更有可能被连续访问，因此更有可能在缓存中可用。