看到一个尾调用优化的案例，把 Protobuf 解析速度提升了两倍，达到 2+GB/s，简单做了下笔记，详细可以看看原文。

实际上原文也解释了两倍性能提升不只是因为尾调用优化，但它还是属于其中比较关键的优化。

尾调用优化

之前写过关于尾调用优化的文章，如果一个调用发生在函数执行的末尾，那么 callee 可以尝试优化成直接复用 caller 的栈帧。

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uint32_t factorial(uint32_t num, int res) {
  if (num >= 1)
    return factorial(num - 1, res * num); // 尾调用
  return res;
}

这么优化有几个好处：

  • 减小了栈内存的消耗，防止栈溢出(stack overflow)。
  • 更加高效的跳转指令。(x86 用 jmp 代替了 call，arm 用 b 代替了 bl)
  • 可以帮助尽可能地把重要数据保留在寄存器中，而不用重新从栈或内存加载。
  • 减少函数中执行不频繁/执行慢的区域指令的影响，通常是处理异常返回。

musttail

通常优化级别开到 -O2，Clang 编译器就能够判断去进行尾调用优化，不过并不能够完全保证，因为编译器需要考虑更多的边界条件，来保证其正确性和完备性。

Clang 提供了 [[clang::musttail]] 和 __attribute__((musttail)) 来让开发者提示编译器进行尾调用优化，即使在没有开启编译器优化级别的情况下也生效，目前这个属性已支持 C、C++、OC。

上图是没有开启优化级别时代码和对应汇编指令的情况，减少了栈操作的指令。当然实际操作会开启优化级别，Protobuf 解析的优化就是在每个处理类型数据的函数中，加上了尾调用优化的这个保证。

参考