O que é otimização de programas?
A otimização do programa é o processo de modificar um programa de computador de uma maneira que faça com que o programa seja executado mais rapidamente, consuma menos recursos ou geralmente funcione com um nível mais alto de eficiência. A tarefa de otimização pode ser realizada automaticamente por alguns compiladores da linguagem de programação, intencionalmente usando um programa de otimização ou manualmente por programadores que percorrem o código fonte e tentam fazer melhorias específicas. Em geral, a otimização do programa é realizada com um objetivo específico em mente, porque há muito poucas otimizações gerais que podem ser feitas em um programa que de alguma forma não reduzem o estado otimizado de outra parte do programa, o que significa que um programa geralmente pode ser otimizado para velocidade ou uso de recursos, mas geralmente não os dois. Uma complicação que pode ocorrer com alguns tipos de otimização é que muitas linguagens de programação de alto nível fornecem um nível tão grande de abstração entre código nativo e a linguagem de computador que a otimização pode ser difícil ou impossível de implementar em todas as plataformas em todas as situações, especialmente com linguagens interpretadas que usam compilação just-in-time (JIT).
Um conceito importante na otimização de programas é a ideia de que uma otimização geralmente vem com algum tipo de preço. Um exemplo disso é que, quando um trecho de código é otimizado para ser executado mais rapidamente, o aumento na velocidade pode ter o preço de legibilidade do código, uso de memória, flexibilidade do programa ou vários outros custos. Isso significa que a otimização do programa deve ser um processo direcionado, com a intenção de fazer com que um aspecto de um programa opere de uma maneira melhor e, ao mesmo tempo, deseje sacrificar a eficiência de outros aspectos.
Diferentes tipos de otimização de programa podem ser executados em diferentes estágios do desenvolvimento do programa. Durante o design, uma ampla otimização pode ser feita, garantindo que um programa pareça ser executado com eficiência. Ao trabalhar com o código-fonte real, as otimizações podem incluir garantir que não haja comandos estranhos, chamadas repetitivas ou funções mal gravadas. Na compilação, muitas otimizações são executadas automaticamente pelo compilador e podem ser guiadas pelo uso de diferentes opções ou diretivas do compilador pelo programador.
As otimizações automáticas, como podem ocorrer com um compilador ou programa de otimização de dedicação, geralmente envolvem truques muito complexos para serem práticos para programadores humanos. Isso pode envolver a movimentação de instruções em um programa para que sejam executadas fora da ordem originalmente escrita, mas de uma maneira mais eficiente para o processador. Também pode envolver a troca intencional de recursos, como blocos de memória, para que eles possam ser acessados mais rapidamente. A maioria das otimizações de programas ocorre automaticamente no nível do compilador.
Uma complicação com a otimização repetida ou agressiva do programa é que, uma vez que um programa foi modificado para ser executado com mais eficiência, geralmente fica mais difícil modificar para outros fins, como adicionar funcionalidade ou corrigir bugs. Isso pode ocorrer quando as otimizações começam a bloquear comportamentos definidos do programa que não são facilmente alterados ou adaptados ao novo código sem exigir que todas as otimizações sejam desfeitas. Uma questão maior é que, em muitos casos, um programa otimizado se torna menos legível por humanos, porque truques e atalhos são usados em vez de apenas comandos concisos e estruturas de controle clássicas. Por esses motivos, geralmente há um nível de otimização de programa no qual é aceitável parar, mesmo que modificações drásticas de código possam fazer com que um programa funcione de maneira um pouco mais eficiente.