noexcept，堆栈展开和性能
斯科特·迈耶斯（Scott Meyers）的新C ++ 11书以下草稿 （第2页第7-21行）
调用堆栈展开和可能展开的区别对代码生成有着惊人的巨大影响。 在一个noexcept函数中，如果一个exception传播出函数，优化器不需要保持运行时堆栈处于不可展开状态，也不必确保noexcept函数中的对象按照构造的相反顺序销毁， 。 结果是更多的优化机会，不仅在noexcept函数体内，而且在函数被调用的地方。 这种灵活性只适用于noexceptfunction。 带有“throw（）”exception规范的函数缺less它，就像没有exception规范的函数一样。
相比之下， “C ++性能技术报告”第5.4节则描述了实现exception处理的“代码”和“表格”方式。 特别是，当没有任何exception抛出时，“table”方法显示没有时间开销，只有空间开销。
我的问题是这样的 – 斯科特·迈耶斯（Scott Meyers）谈论的是什么样的优化？ 为什么这些优化不适用于throw() ？ 他的意见只适用于2006 TR中提到的“代码”方法吗？
没有“开销”，然后没有开销。 你可以用不同的方式来思考编译器：
- 它生成一个执行某些操作的程序。
- 它生成一个满足一定限制的程序。
TR表示，桌子上没有任何开销，因为只要不发生投掷，就不需要采取行动。 非例外的执行path直截了当。
但是，为了使表格工作，非例外的代码仍然需要额外的限制。 每个对象都需要在任何exception导致其破坏之前完全初始化，从而限制指令（例如从内联构造函数）重新sorting到可能的抛出调用。 同样，在任何可能的后续exception之前，对象必须被完全销毁。
基于表格的展开仅适用于遵循ABI调用约定的函数以及堆栈框架。 没有exception的可能性，编译器可能已经可以自由地忽略ABI并且省略了框架。
空间开销，也就是表格和单独的特殊代码path的forms，可能不会影响执行时间，但它仍然可以影响下载程序和将其加载到RAM中所花费的时间。
这一切都是相对的，但不noexcept编译器有些松懈。
noexcept和throw()之间的区别在于，在throw()的情况下，exception堆栈仍然被解开并且析构函数被调用，所以实现必须跟踪堆栈（参见15.5.2 The std::unexpected() function标准）。
相反， std::terminate()并不需要解开堆栈（ 15.5.1声明它是实现定义的，不pipe堆栈在调用std::terminate()之前是否解开 ）。
GCC似乎真的不解开堆栈noexcept ： 演示
虽然铿锵仍然放松： 演示
（你可以在演示中对f_emptythrow()进行注释并取消注释f_emptythrow() ，以查看对于throw() ，GCC和clang都展开堆栈）
以下面的例子：
#include <stdio.h> int fun(int a) { int res; try { res = a *11; if(res == 33) throw 20; } catch (int e) { char *msg = "error"; printf(msg); } return res; } int main(int argc, char** argv) { return fun(argc); }
从编译器的angular度来看，作为input传递的数据是不可预见的，因此即使-O3优化完全消除了呼叫或exception系统，也不能作出任何假设。
在LLVM IR中， fun函数粗略地翻译为
define i32 @_Z3funi(i32 %a) #0 { entry: %mul = mul nsw i32 %a, 11 // The actual processing %cmp = icmp eq i32 %mul, 33 br i1 %cmp, label %if.then, label %try.cont // jump if res == 33 to if.then if.then: // lots of stuff happen here.. %exception = tail call i8* @__cxa_allocate_exception(i64 4) #3 %0 = bitcast i8* %exception to i32* store i32 20, i32* %0, align 4, !tbaa !1 invoke void @__cxa_throw(i8* %exception, i8* bitcast (i8** @_ZTIi to i8*), i8* null) #4 to label %unreachable unwind label %lpad lpad: %1 = landingpad { i8*, i32 } personality i8* bitcast (i32 (...)* @__gxx_personality_v0 to i8*) catch i8* bitcast (i8** @_ZTIi to i8*) ... // also here.. invoke.cont: ... // and here br label %try.cont try.cont: // This is where the normal flow should go ret i32 %mul eh.resume: resume { i8*, i32 } %1 unreachable: unreachable }
因为你可以看到代码path，即使在正常的控制stream（没有例外）的情况下是直接的，现在也由几个在同一个函数中的基本块分支组成。
确实，在运行时几乎没有成本是相关的，因为你支付你使用的东西 （如果你不扔，没有额外的事情发生），但有多个分支也可能会伤害你的performance，例如
- 分支预测变得更加困难
- 登记压力可能会大幅增加
- [其他]
当然，你不能在正常控制stream程和着陆点/exception入口点之间运行直通分支优化。
exception是一个复杂的机制，即使在零成本的EH中，也noexcept大大地延长编译器的寿命。
编辑：在noexcept说明符的特定情况下，如果编译器不能' certificate '你的代码不抛出，build立一个std::terminate EH（与实现相关的细节）。 在这两种情况下（代码不会抛出和/或不能certificate代码不会抛出），涉及的机制更简单，编译器的约束也更less。 无论如何， noexcept优化的原因，你不会真的使用，这也是一个重要的语义指示。
