装箱类型时是否有最佳实践？

Question

在 C# 中，有结构和 classes。结构通常（即有例外）堆栈分配，classes 总是堆分配。因此，Class 个实例对 GC 施加压力，并且被认为 "slower" 而不是结构。 Microsoft 有 a best practice guide 何时使用超过 class 的结构。这表示考虑一个结构 if:

It logically represents a single value, similar to primitive types (int, double, etc.).

It has an instance size under 16 bytes.

It is immutable.

It will not have to be boxed frequently.

在 C# 中，通常认为使用大于 16 字节的结构实例的性能比垃圾收集的 class 个实例（动态分配）更差。

就速度而言，盒装实例（堆分配）何时比非盒装等效实例（堆栈分配）表现更好？关于何时应该动态分配（在堆上）而不是坚持默认的堆栈分配，是否有任何最佳实践？

Answer 1

TL;DR：从无拳击开始，然后是个人资料。

堆栈分配与盒装分配

这可能更明确：

坚持堆叠，
除非这个值大到足以炸毁它。

虽然语义上写fn foo() -> Bar意味着将Bar从被调用者框架移动到调用者框架，但实际上你更有可能以相当于 fn foo(__result: mut * Bar) 签名，其中调用者在其堆栈上分配 space 并将指针传递给被调用者。

这可能并不总是足以避免复制，因为某些模式可能会阻止直接写入 return 插槽：

fn defeat_copy_elision() -> WithDrop {
    let one = side_effectful();
    if side_effectful_too() {
        one
    } else {
        side_effects_hurt()
    }
}

这里，没有魔法：

如果编译器将 return 插槽用于 one，那么如果分支求值为 false，它必须将 one 移出，然后实例化新的 WithDrop进去，最后销毁one,
如果编译器在当前堆栈上实例化 one，并且它必须 return 它，那么它必须执行复制。

如果类型不需要Drop，就没有问题。

尽管有这些奇怪的情况，但我建议尽可能坚持使用堆栈，除非分析揭示了一个对 box 有益的地方。

在线会员或盒装会员

这个案例要复杂得多：

struct/enum 的大小受到影响，因此 CPU 缓存行为受到影响：
- 不太常用的大变体是装箱（或装箱部分）的良好候选者，
- 不经常访问的大会员是装箱的好人选。
同时还有装箱费用：
- 它与 Copy 类型不兼容，并隐式实现了 Drop（如上所示，禁用了一些优化），
- allocating/freeing 内存有无限延迟¹,
- 访问盒装内存引入了数据依赖性：在知道地址之前，您无法知道要请求哪个缓存行。

因此，这是一个非常好的平衡行为。装箱或拆箱成员可能会提高代码库某些部分的性能，同时降低其他部分的性能。

绝对没有放之四海而皆准的方法。

因此，我再一次建议避免装箱，直到分析揭示了对装箱有益的地方。

¹ 考虑到 Linux，进程中没有空闲内存的任何内存分配都可能需要系统调用，这如果 OS 中没有空闲内存，则可能会触发 OOM 杀手杀死进程，此时其内存将被回收并可用。一个简单的 malloc(1) 可能很容易需要毫秒 .

装箱类型时是否有最佳实践？

Is there a best practice when a type should be boxed?

boxing

heap-memory

memcpy

stack-memory

rust