c++ - 为什么当我重定向 stdout 时我的程序运行得更快？

Question

我看到了一些非常奇怪的东西。我编写了一个小型代码计时器来捕获代码块运行了多长时间。我无法发布所有代码，它非常大，但我已经通过了有问题的 block 并且 std::cout 附近没有任何东西

$ bin/profiler 50 
50 repetitions of Generate Config MLP took: 254 microseconds
50 repetitions of Create Population took: 5318 microseconds
50 repetitions of Create and Score Population took: 218047 microseconds

$ bin/profiler 50 > time_times
$ cat time_times 
50 repetitions of Generate Config MLP took: 258 microseconds
50 repetitions of Create Population took: 5438 microseconds
50 repetitions of Create and Score Population took: 168379 microseconds

$ bin/profiler 50 
50 repetitions of Generate Config MLP took: 269 microseconds
50 repetitions of Create Population took: 5447 microseconds
50 repetitions of Create and Score Population took: 216262 microseconds

$ bin/profiler 50 > time_times
$ cat time_times 
50 repetitions of Generate Config MLP took: 260 microseconds
50 repetitions of Create Population took: 5321 microseconds
50 repetitions of Create and Score Population took: 169431 microseconds

这是我用来计时的 block ，函数 ptr 只是指向 void 函数的链接，它进行单个函数调用。我知道可能有更好的方法来计时，我想要快速而肮脏，所以我开始改进代码。

void timeAndDisplay(string name,function_ptr f_ptr) {

    struct timeval start, end;
    long mtime, seconds, useconds;

    gettimeofday(&start, NULL);
    // Run the code 
    for (unsigned x = 0; x < reps; x++) {
        f_ptr();
    }

    gettimeofday(&end, NULL);
    seconds  = end.tv_sec  - start.tv_sec;
    useconds = end.tv_usec - start.tv_usec;
    mtime = ((seconds) * 1000000 + useconds/1.0) + 0.0005;

    std::cout << reps << " repetitions of " << name << " took: " << mtime << " microseconds" << std::endl;
}

我正在编译和链接:

g++ -c -Wall  -O3 -fopenmp -mfpmath=sse -march=native src/profiler.cpp -o build/profiler.o
g++ build/*.o -lprotobuf -lgomp -lboost_system -lboost_filesystem  -o bin/profiler

我正要开始进行更改，所以我想我会保存一个基线，但是当我重定向它时，创建和评分人口的表现有所不同!

有人知道这是怎么回事吗？

更新 1:第一次通过分析没有显示任何重要信息。几乎所有排名靠前的调用都与程序运行的 vector 数学相关(Eigen 库)。流行的理论是控制台有一些阻塞 io，但对 std::cout 的调用在函数循环之外，总共只有 3 个，所以我很难接受它有这样的影响。

更新 2:在这让我发疯了一段时间之后，我放弃了一点并开始使用我可用的数据来改进我的程序。它变得更奇怪了，但我想我已经找到了一个主要的影响因素——可用的系统熵。我的程序使用了大量的随机数，并且在使用任何一种方法运行了一段时间后，它似乎运行速度较慢。我使用了一个 for 循环来模拟这两种方法，虽然它在重定向 stdout 的情况下更快，但我怀疑这一小块 IO 会稍微颠簸 urandom，这就是它更快的原因。我仍在调查中，但如果有人能指出正确的方向来证明这一点，我将不胜感激。

Answer 1

写入标准控制台输入/输出系统或从标准控制台输入/输出系统写入涉及缓冲区和锁。所以我会说，由于锁定缓冲区，您通常会受到性能影响。

我会推荐以下 Profiler找出什么花费的时间最长。