C++ 多线程编程总结
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
C++ 多线程编程总结
在开发C++程序时,一般在吞吐量、并发、实时性上有较高的要求。设计C++程序时,总结起来可以从如下几点提高效率:
∙l 并发
∙l 异步
∙l 缓存
下面将我平常工作中遇到一些问题例举一二,其设计思想无非以上三点。
1任务队列
1.1 以生产者-消费者模型设计任务队列
生产者-消费者模型是人们非常熟悉的模型,比如在某个服务器程序中,当User数据被逻辑模块修改后,就产生一个更新数据库的任务(produce),投递给IO模块任务队列,IO模块从任务队列中取出任务执行sql操作(consume)。
设计通用的任务队列,示例代码如下:
详细实现可参见
1.2 任务队列使用技巧
注意,此模式下为多任务队列,每个任务队列单线程。
1.2.3 连接池与异步回调
比如逻辑Service模块需要数据库模块异步载入用户数据,并做后续处理计算。而数据库模块拥有一个固定连接数的连接池,当执行SQL的任务到来时,选择一个空闲的连接,执行SQL,并把SQL 通过回调函数传递给逻辑层。其步骤如下:
∙n 预先分配好线程池,每个线程创建一个连接到数据库的连接
∙n 为数据库模块创建一个任务队列,所有线程都是这个任务队列的消费者
∙n 逻辑层想数据库模块投递sql执行任务,同时传递一个回调函数来接受sql执行结果
注意,此模式下为单任务队列,每个任务队列多线程。
2. 日志
本文主要讲C++多线程编程,日志系统不是为了提高程序效率,但是在程序调试、运行期排错上,日志是无可替代的工具,相信开发后台程序的朋友都会使用日志。常见的日志使用方式有如下几种:
∙n 流式,如logstream << "start servie time[%d]" << time(0) << " app name[%s]"
<< app_string.c_str() << endl;
∙n Printf 格式如:logtrace(LOG_MODULE, "start servie time[%d] app name[%s]", time(0), app_string.c_str());
二者各有优缺点,流式是线程安全的,printf格式格式化字符串会更直接,但缺点是线程不安全,如果把app_string.c_str() 换成app_string (std::string),编译被通过,但是运行期会crash(如果运气好每次都crash,运气不好偶尔会crash)。我个人钟爱printf风格,可以做如下改进:
∙l 增加线程安全,利用C++模板的traits机制,可以实现线程安全。示例:
这样,除了标准类型+std::string 传入其他类型将编译不能通过。这里只列举了一个参数的例子,可以重载该版本支持更多参数,如果你愿意,可以支持9个参数或更多。
∙l 为日志增加颜色,在printf中加入控制字符,可以再屏幕终端上显示颜色,Linux下示例:printf("\033[32;49;1m [DONE] \033[39;49;0m")
更多颜色方案参见:
∙l 每个线程启动时,都应该用日志打印该线程负责什么功能。这样,程序跑起来的时候通过top –H – p pid 可以得知那个功能使用cpu的多少。实际上,我的每行日志都会打印线程id,此线程id 非pthread_id,而其实是线程对应的系统分配的进程id号。
3. 性能监控
尽管已经有很多工具可以分析c++程序运行性能,但是其大部分还是运行在程序debug阶段。我们需要一种手段在debug和release阶段都能监控程序,一方面得知程序瓶颈之所在,一方面尽早发现哪些组件在运行期出现了异常。
通常都是使用gettimeofday 来计算某个函数开销,可以精确到微妙。可以利用C++的确定性析构,非常方便的实现获取函数开销的小工具,示例如下
struct profiler{
profiler(const char* func_name){
gettimeofday(&tv, NULL);
m_func_name=func_name;
}
~profiler(){
struct timeval tv2;
gettimeofday(&tv2, NULL);
long cost = (_sec - _sec) * 1000000 + (_usec - _usec);
//! post to some manager
}
struct timeval tv;
const char * m_func_name;
};
#define PROFILER() profiler
____profiler_instance##__LINE__(__FUNCTION__)
Cost 应该被投递到性能统计管理器中,该管理器定时讲性能统计数据输出到文件中。
4 Lambda 编程
使用foreach 代替迭代器
很多编程语言已经内建了foreach,但是c++还没有。所以建议自己在需要遍历容器的地方编写foreach函数。澳门新濠天地 习惯函数式编程的人应该会非常钟情使用foreach,使用foreach的好处多多少少有些,如:
但主要是编程哲学上层面的。
示例:
void user_mgr_t::foreach(boost::function
for (iterator it = m_users.begin(); it != m_users.end() ++it){
func_(it->second);
}
}