C++20引入[[likely]]和[[unlikely]]属性以优化分支预测,提示编译器某分支更可能或更不可能执行,常用于错误处理(unlikely)和主流程(likely),提升性能。
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C++20引入了[[likely]]和[[unlikely]]这两个属性,用来向编译器提供分支预测的提示,帮助优化程序的执行效率。它们属于“语句属性”,通常用在if、switch或循环语句中,告诉编译器某条分支更可能(likely)或更不可能(unlikely)被执行。
[[likely]] 和 [[unlikely]] 的作用
现代CPU使用流水线技术提高指令执行速度,而条件分支可能导致流水线停顿。为了减少这种开销,CPU会进行“分支预测”——猜测哪条分支会被执行。如果预测正确,性能不受影响;预测错误则需要清空流水线,造成延迟。
通过[[likely]]和[[unlikely]],程序员可以显式告诉编译器哪个分支更可能发生,从而让编译器生成更适合CPU预测的机器码(例如将高概率路径放在前面),提升运行时性能。
常见用途包括:
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- 错误处理路径通常使用
[[unlikely]],因为异常情况较少发生 - 正常执行流程使用
[[likely]],提示这是主要路径 - 性能敏感代码中优化关键分支
语法与使用示例
这两个属性用在复合语句前,语法如下:
实际例子:
if (ptr == nullptr) [[unlikely]] { throw std::invalid_argument("指针不能为空"); } if (status == SUCCESS) [[likely]] { process_data(); }也可以用于switch语句中的case标签:
注意事项与限制
这些属性只是“建议”,编译器可以选择忽略。不同编译器对它们的支持程度不同:
- Clang 从 12 开始支持
- MSVC 从 Visual Studio 2019 16.10 支持
- GCC 从 13 开始支持(之前可用
__builtin_expect实现类似功能)
使用时注意:
- 不要滥用,仅在有明确性能依据时使用
- 错误的预测提示反而可能降低性能
- 调试版本中可能被忽略,效果主要体现在优化构建中
基本上就这些。合理使用[[likely]]和[[unlikely]]可以在热点代码中带来可观的性能提升,尤其是在频繁执行的判断逻辑中。虽然不复杂,但容易被忽略。










