几句话说清楚4：什么是Pointer Aliasing

指向同一地址的两个相同类型的指针

aliasing本身是一个信号处理方面的概念。是指在信号采样过程中，不同的信号不再能相互区分的现象。

如下图所示的波纹现象，相对于拍摄的采样频率（横纵像素分辨率），墙砖缝隙变化的频率要大于采样频率。或者换句话说，多条墙砖缝隙需要挤在一个像素里面。

同样的现象也会出现在程序员穿着“高密度”的格子衬衫接受电视采访时。

墙砖缝隙出现aliasing后无法再行区分，从字面意义来说，Pointer Aliasing就是不同的指针也无法区分。

指针无法区分，只有一种情况，就是指针的类型和指向的地址都是相同的，这就是Pointer Aliasing。

为什么会有性能影响

void foo(int *array, int *size, int *value) {
    for(int i=0; i < *size; ++i) {
        array[i] = 2 * *value;
    }
}

如果让我们自己“优化”一下这段代码，我们可能会首先将value指向的值存入一个临时变量里，然后将临时变量在循环中直接赋值给array。

我们假设个array的初始状态：[0, 1, 2, 3, 4]

如果value指向的值等于3，那么按我们优化的方式，array最终的状态是：[6, 6, 6, 6, 6]

但这里存在一个问题，如果value指向array[3]，那么array最终的状态就是：[6, 6, 6, 12, 24]

value和array[3]就是指向相同地址类型相同的指针。

编译器为了得到最终正确的结果，就不得不取消我们之前提到的”优化”方式。

预防方法

使用__restrict关键字：

void foo(int * __restrict array, int *__restrict size, int *__restrict value) {
    for(int i=0; i < *size; ++i) {
        array[i] = 2 * *value;
    }
}

当然，前提是自己可以确定代码逻辑中不会引入aliasing。

怎么使用

首先明确一点，不是加上了__restrict性能就会提升。

Pointer aliasing对性能根本的伤害不是需要每次重新去某个地址取值，而是因为引入了潜在的数据依赖关系，从而关闭了很多编译器优化代码的能力。

上面两段代码，在-O0优化时生成的汇编代码(gcc 4.8.5)完全相同。不同的地方在于，第一段代码在-O2和-O3时生成的汇编代码仍然相同；而第二段做了__restrict处理的代码则会在-O3时加入大量循环展开等优化方式。

在线查看汇编代码：链接

所以__restrict需要在打开较高等级的编译器优化的情况下使用才会有效果。