代码运行效率优化--充分利用cache line

参考：?改了一行代码，数组遍历耗时从10.3秒降到了0.5秒！

两种方式访问二维数组性能比较

1、按行访问二维数组

#include "stdio.h"

int arr[10240][10240];

int main()
{
    int i = 0, j = 0;
    for (i = 0; i < 10240; i++)
    {
        for (j = 0; j < 10240; j++)
        {
            arr[i][j] = i + j; // 按行访问
        }
    }

    return 0;
}

?

2、按列访问二维数组

#include "stdio.h"

int arr[10240][10240];

int main()
{
    int i = 0, j = 0;
    for (i = 0; i < 10240; i++)
    {
        for (j = 0; j < 10240; j++)
        {
            arr[j][i] = i + j;
        }
    }

    return 0;
}

?

3、原因分析：

1）概念1：Cache

CPU都有Cache（高速缓存），通过指令lscpu查看

L1 访问速度最快，内存最少；

?

2）概念2：Cache Line

Cache Line 是Cache 和内存之间进行数据传输的最小单元；

意思就是说：当一个数据被CPU访问时，从内存中读取到Cache中的数据量是以Cache Line为单位的，一般大小为64个字节；所以当访问数组中的一个元素时，会读取这个元素周边的总共64个字节的数据到Cache中；

如此一来，当接下来访问连续的其他的63个字节就会直接从Cache中访问，不用从内存中读取了，加快了数据访问速度；

但是如果按列访问的话，在Cache Line的内存中就找不到需要的数据，就需要重新从内存中读取新的64个字节的数据到Cache中；