分支预测技术

分支预测技术是CPU体系结构（architecture）中的知识点，用于提高指令（instruction）的执行效率。本篇博文是对网络上相关信息的总结，以备后续查阅使用。

1 为什么要采用分支预测

CPU的指令流水线（instruction pipeline）会假设程序运行时有一连串指令要被运行，将程序运行划分成几个阶段，按照一定的顺序并行处理，这样能够加速指令的通过速度。

分支预测器（branch predictor）是一种数字电路，在分支执行前，猜测哪一个分支会被执行，能明显提高流水线的性能。

对于分支预测的性能比较，stackoverflow 上有一个很好的例子，可以在 stackoverflow - why sorted array is faster 查看。

由于使用了分支预测，由此带来的性能损耗主要出现在分支预测出错的情况。分支预测的错误次数越多，程序的效率损耗越大。

if else 语句会产生分支预测。而 switch 语句实际上是索引行为，并不会进行分支预测。某些switch条件如果概率比较高，可以考虑单独提前 if 判断，充分利用 CPU 的分支预测机制。