关于Google Benchmark测试代码中::posix_memalign与void* memory的疑问

我希望对缓存与RAM的读写速度进行基准测试，计划使用Google Benchmark库，在查看如下示例代码后大致理解逻辑，但存在以下疑问：

1. 代码中的memory是什么？为何将其定义为void*类型指针？
2. 为何posix_memalign前要加::？是否是因为引用Google Benchmark类？同时我想理解该C++代码中这些符号的含义。

示例代码：

#include <cstddef>
#include <cstdlib>
#include <string.h>
#include <emmintrin.h>
#include <immintrin.h>
#include "benchmark/benchmark.h"
#define ARGS \
  ->RangeMultiplier(2)->Range(1024, 2*1024*1024) \
  ->UseRealTime()
template <class Word>
void BM_write_seq(benchmark::State& state) {
  void* memory;
  if (::posix_memalign(&memory, 64, state.range_x()) != 0) return;
  void* const end = static_cast<char*>(memory) + state.range_x();
  Word* const p0 = static_cast<Word*>(memory);
  Word* const p1 = static_cast<Word*>(end);
  Word fill;
  ::memset(&fill, 0xab, sizeof(fill));
  while (state.KeepRunning()) {
    for (Word* p = p0; p < p1; ++p) {
      benchmark::DoNotOptimize(*p = fill);
    }
  }
  ::free(memory);
}

问题1：代码中的memory是什么？为何定义为void*类型指针？ #

memory就是咱们为基准测试专门分配的内存块的起始指针，这块内存就是测试写入速度的目标区域。

把它定义成void*主要有两个原因：

• 适配分配函数的要求：posix_memalign这个函数的第一个参数要求是void**，用来返回分配好的内存地址，用void*作为存储变量刚好能匹配这个接口。
• 保证内存的通用性：因为这是个模板函数（template <class Word>），咱们需要这块内存能转换成任意数据类型的指针（比如int*、double*甚至SIMD指令用的宽类型指针），void*是C++里的通用无类型指针，完美满足这种“通用内存块”的需求，后面通过static_cast就能转成咱们需要的Word*类型。

问题2：为何posix_memalign前要加::？C++中::符号的含义 #

::是C++里的全局作用域解析运算符，简单来说就是告诉编译器：“我要调用的是全局命名空间里的那个函数，不是当前代码里某个局部作用域的同名函数”。

示例里的::posix_memalign、::memset、::free都加了这个符号，原因很简单：

• 避免命名冲突：比如如果benchmark库或者咱们自己的代码里刚好有个同名的memset函数，不加::的话编译器可能会优先调用局部的那个，但咱们实际需要的是标准库提供的全局版本。
• 和Google Benchmark类没关系：这和引用benchmark类完全不沾边，纯粹是为了确保调用的是正确的标准库函数，避免潜在的bug。

额外小细节帮你理解代码逻辑 #

• benchmark::DoNotOptimize：这是Google Benchmark的工具函数，用来防止编译器耍小聪明——如果编译器发现咱们写入的值后续没被用到，可能会直接把整个循环优化掉，这个函数就是告诉编译器“别优化这个操作，我要测真实的写入速度”。
• posix_memalign的第二个参数64：这是要求内存对齐到64字节边界，而64字节刚好是大多数CPU缓存行的大小，这样分配的内存不会跨缓存行，测试结果会更准确。
• ARGS宏：用来设置测试的内存大小范围（从1KB到2MB，每次翻倍），还指定了用真实时间来统计结果，而不是CPU时间。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者aikhs