0

0

如何使用c++的PGO (Profile-Guided Optimization) 提升程序性能? (编译器优化)

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-01-18 13:55:47

|

889人浏览过

|

来源于php中文网

原创

直接开 -fprofile-generate 会链接失败,因为插桩调用的运行时符号(如__llvm_profile_write_file或__gcov_flush)未链接对应库,Clang需-lclang_rt.profile,GCC需-lgcov且编译链接均须加该选项。

如何使用c++的pgo (profile-guided optimization) 提升程序性能? (编译器优化)

为什么直接开 -fprofile-generate 会链接失败?

因为启用 PGO 后,GCC/Clang 会在代码中插入计数桩(profiling instrumentation),这些桩调用的是 libprofiler 或编译器内置的运行时库。如果没链接对应库,ld 会报类似 undefined reference to '__llvm_profile_write_file'undefined reference to '__gcov_flush' 的错误。

  • Clang 默认用 LLVM PGO,需确保运行时存在 libclang_rt.profile-x86_64.so(Linux)或对应 dylib(macOS),且链接时加 -lclang_rt.profile
  • GCC 用 gcov 机制,需链接 -lgcov,且确保编译和链接都带 -fprofile-generate(不能只在编译阶段加)
  • 常见疏漏:忘记在 g++ -fprofile-generate main.o -o app 这步也加 -fprofile-generate,导致链接失败

如何生成高质量的 profile 数据?

PGO 效果高度依赖 profile 数据是否覆盖真实热点路径。随便跑几秒“Hello World”式输入,生成的 profile 几乎没用。

  • 用典型负载运行:比如 Web 服务就用真实请求压测(ab / wrk),命令行工具就喂入生产级输入文件或参数组合
  • 确保运行时环境与部署一致:关闭 ASLR(setarch $(uname -m) -R ./app)、避免容器限频干扰、禁用无关后台任务
  • 多次运行后合并数据:GCC 用 gcov-tool merge -o merged.profdata dir1/ dir2/;Clang 用 llvm-profdata merge -output=merged.profdata *.profraw
  • 不要删中间文件:GCC 的 .gcda 和 Clang 的 .profraw 必须保留到优化编译阶段

Clang 和 GCC 的 PGO 流程关键差异

两者底层机制不同,不能混用 profile 数据,也不能跨编译器复用流程。

# Clang 全流程(推荐用于新项目)
clang++ -O2 -fprofile-instr-generate -march=native src.cpp -o app
./app  # 生成 default.profraw
llvm-profdata merge -output=merged.profdata default.profraw
clang++ -O2 -fprofile-instr-use=merged.profdata -march=native src.cpp -o app_opt

GCC 全流程(注意:-fprofile-generate 必须出现在链接命令中)

g++ -O2 -fprofile-generate -march=native src.cpp -o app ./app # 生成 *.gcda g++ -O2 -fprofile-use -march=native src.cpp -o app_opt

  • Clang 的 -fprofile-instr-generate/use 是基于插桩的,更轻量、支持多线程 profile 收集;GCC 的 -fprofile-generate/use 基于 gcov,对 fork 多进程支持较弱
  • Clang 要求 llvm-profdata 工具链完整;GCC 需要 gcov-tool(GCC 9+)来合并 profile,旧版只能靠多次运行覆盖
  • Clang 在 -fprofile-use 阶段默认开启 -fbranch-probabilities-fprofile-values,GCC 则需显式加 -fprofile-values 才启用值预测优化

哪些函数/模块不适合 PGO?

PGO 不是银弹。它擅长优化高频路径,但对低频、冷代码或强随机行为的模块可能起反作用。

LALALAND
LALALAND

AI驱动的时尚服装设计平台

下载

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 加密/哈希函数:执行路径几乎不随输入变化,PGO 无法提供额外分支概率信息,反而因插桩引入开销
  • 异常处理密集区:C++ 异常抛出路径在 profile 中极难捕获(throw 很少发生),PGO 可能误判为冷路径,导致 unwind 表优化失当
  • 模板元编程主导的代码:如 std::variant 访问、constexpr 展开逻辑,运行时无实际分支,PGO 插桩纯属冗余
  • 解决办法:用 __attribute__((no_profile_instrument_function))(GCC/Clang)或 #pragma clang no_profile_instrument_function 排除特定函数

PGO 的真正门槛不在命令怎么敲,而在于 profile 数据能不能代表线上真实行为。一个被缓存击穿压垮的服务,用缓存全命中的 trace 去做 PGO,优化出来的二进制可能在故障时表现更差。

相关专题

更多
线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

481

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

143

2025.12.24

undefined是什么
undefined是什么

undefined是代表一个值或变量不存在或未定义的状态。它可以作为默认值来判断一个变量是否已经被赋值,也可以用于设置默认参数值。尽管在不同的编程语言中,undefined可能具有不同的含义和用法,但理解undefined的概念可以帮助我们更好地理解和编写程序。本专题为大家提供undefined相关的各种文章、以及下载和课程。

4874

2023.07.31

网页undefined是什么意思
网页undefined是什么意思

网页undefined是指页面出现了未知错误的意思,提示undefined一般是在开发网站的时候定义不正确或是转换不正确,或是找不到定义才会提示undefined未定义这个错误。想了解更多的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2973

2024.08.14

网页undefined啥意思
网页undefined啥意思

本专题整合了undefined相关内容,阅读下面的文章了解更多详细内容。后续继续更新。

196

2025.12.25

macOS怎么切换用户账户
macOS怎么切换用户账户

在 macOS 系统中,可通过多种方式切换用户账户。如点击苹果图标选择 “系统偏好设置”,打开 “用户与群组” 进行切换;或启用快速用户切换功能,通过菜单栏或控制中心的账户名称切换;还能使用快捷键 “Control+Command+Q” 锁定屏幕后切换。

333

2025.05.09

磁盘配额是什么
磁盘配额是什么

磁盘配额是计算机中指定磁盘的储存限制,就是管理员可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制,每一用户只能使用最大配额范围内的磁盘空间。php中文网为大家提供各种磁盘配额相关的内容,教程,供大家免费下载安装。

1349

2023.06.21

如何安装LINUX
如何安装LINUX

本站专题提供如何安装LINUX的相关教程文章,还有相关的下载、课程,大家可以免费体验。

702

2023.06.29

高德地图升级方法汇总
高德地图升级方法汇总

本专题整合了高德地图升级相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

68

2026.01.16

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
PostgreSQL 教程
PostgreSQL 教程

共48课时 | 7.4万人学习

Git 教程
Git 教程

共21课时 | 2.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号