C++: 重复调用system()函数

Question

我需要关于从C++代码中调用外部程序的帮助。

我必须经常调用JDK包中的javap.exe（可能超过100次），但是使用system("javap.exe some_parameters")非常缓慢。 对于一组参数，它可以很好地工作，但是使用system()进行重复调用是不可接受的。 我认为这仅仅是因为访问硬盘和应用程序运行的成本（但我不确定）。

有什么方法可以提高性能吗？ 我可以“将javap.exe保存在RAM中”，并直接调用它吗？ 或者，有人知道如何在没有javap.exe的情况下获取Java类描述和方法签名吗？

- Dmitry

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有没有可能拥有一个持久的Java实例，并通过JNI调用/回调进行通信？（这肯定可以通过这种方式完成，问题是是否对您可接受，或者您每次都需要完全不同的Java实例。） - DevSolar

谢谢，我会尝试的。我只是没有太多的Java经验。 - Dmitry

Answer 1

Java虚拟机启动不便宜，很可能其初始化占用了大部分时间。幸运的是，javap的功能可以直接通过Java代码使用。我建议您编写一个小型Java应用程序，类似于javap，但只需要一次调用即可完成您原本需要成千上万次才能完成的任务。（尽管...也许您已经可以只使用一次？毕竟，javap可以处理多个类文件...）

- Sneftel

Answer 2

调用system()很容易，但非常低效，主要是因为你不仅仅启动了指定的程序。相反，你启动了一个进程（一个shell），这个shell将检查你的参数并启动第二个进程。

如果你在支持fork()和exec*()的系统上，使用它们可以提高性能。作为伪代码示例，考虑以下内容：

void replace_system(const char *command)
{
    pid_t child = fork();
    if (child < 0) {
        perror("fork:");
        return;
    }

    if (child) {
        /* this is the parent, wait for the child to finish */
        while (waitpid(child, &status, options) <= 0);
        return;
    }

    /* this is the new process */
    exec*(...);
    perror("failed to start the child");
    exit(-1);
}

根据您想要如何排列参数，选择exec*函数之一。您需要将参数字符串分解为组件，并可能提供您喜欢的环境。一旦调用exec*函数，该函数将永远不会返回（除非启动了为其定义的命令时出现错误）。

除了性能考虑之外，使用此功能的另一个原因是，如果需要，它允许您修改子进程的标准路径。例如，您可能对子进程的输出感兴趣；如果您将其stdout修改为可供您使用的管道，则可以简单地读取其打印内容。查找标准的popen()调用的源代码，以找到此示例。

- mah

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虽然同意 fork/exec 比 system 更有效率，但与所有 JVM 设置相比，我怀疑通过 shell 的开销只是总运行时间中的小块。 - Sneftel

@Sneftel 我同意（并已点赞您的答案）。尽管在信噪比中，JVM启动时间是system()噪声的信号，但OP表示他可能调用system()超过100次；这会放大很多噪声。 - mah

如果 expensive = 1000 * (large + small)，则忽略 small。只有在 large 存在时，对 small 进行任何优化都为时过早。如果 expensive = large + huge*(small)，则小的优化可能不为时过早。在上述情况下，你告诉 OP 在 OP 完全忽略 small 的问题（即 small 的优化）时去优化 small 是错误的。任何在 large 存在时对 small 的努力都是浪费的（假设 large 比 small 大得多）。 - Yakk - Adam Nevraumont

@Yakk，根据我猜测的你的反对意见（以及你的否决），你认为不应该提出这样的建议...明白了！然而，我必须尊重地表示不同意；在我看来，存在一个解决方案（大规模）并不意味着（小规模）应该永远被忽视。 - mah