各位观众老爷们,大家好!我是今天的主讲人,江湖人称“代码老司机”。今天咱们聊聊一个让DBA和开发都头疼,但又不得不面对的问题:MySQL在线DDL。 想象一下,你正悠哉游哉地刷着短视频,突然运营跑过来跟你说:“用户量暴涨!商品表必须加个索引!赶紧的!” 你心里一万只草泥马奔腾而过,加索引就加索引,但线上表啊!一锁表,用户体验立马凉凉! 所以,如何在不影响用户体验的情况下,优雅地修改表结构,这就是在线DDL要解决的问题。今天,咱们就来扒一扒MySQL在线DDL的各种姿势,让你的线上变更不再提心吊胆。 什么是DDL?为什么需要在线? 首先,咱们得弄清楚DDL是啥。DDL (Data Definition Language) 是数据定义语言,简单来说,就是用来定义数据库结构的语句,比如CREATE TABLE, ALTER TABLE, DROP TABLE等等。 传统的DDL操作通常会锁表,这意味着在操作期间,其他用户无法对表进行读写操作。对于访问量大的在线系统来说,这是不可接受的。所以,我们需要“在线”的DDL,也就是在修改表结构的同时,尽量减少甚至避免对线上业务的影响。 MySQL在线 …
如何使用 `SharedArrayBuffer` 和 `Atomics` 实现一个高性能的无锁队列 (`Lock-Free Queue`)?
各位听众,晚上好!我是你们今天的无锁队列讲师,很高兴能和大家一起聊聊如何用 SharedArrayBuffer 和 Atomics 打造一个高性能的无锁队列。准备好了吗?系好安全带,我们即将进入无锁并发的奇妙世界! 第一章:并发编程的那些事儿:锁的无奈与无锁的诱惑 在并发编程的世界里,多个线程或进程就像一群熊孩子,都想争抢有限的资源,比如一块内存、一个文件,或者一个屏幕前的你。为了防止他们打起来,我们需要一些“秩序维护员”,也就是锁。 锁就像一把钥匙,谁拿到钥匙谁才能进入房间,用完之后再把钥匙交出来,让别人进去。虽然锁能保证数据安全,但它也带来了很多问题: 性能瓶颈: 线程必须等待锁释放,导致上下文切换,浪费 CPU 时间。 死锁: 多个线程互相等待对方释放锁,谁也无法继续执行,程序就卡死了。想想你和朋友互相让对方先走,结果谁也走不了的尴尬场面。 优先级反转: 低优先级线程持有锁,高优先级线程却必须等待,导致高优先级线程的响应时间变长。 所以,我们能不能找到一种方法,让这些熊孩子和平共处,不用争抢钥匙,也能安全地访问共享资源呢?这就是无锁编程的魅力所在! 第二章:SharedArray …
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如何使用 `SharedArrayBuffer` 和 `Atomics` 实现一个高性能的无锁队列 (`Lock-Free Queue`)?
好的,各位听众朋友们,大家好!今天咱们来聊点刺激的——用 SharedArrayBuffer 和 Atomics 打造一个高性能的无锁队列。保证让你的并发编程水平直接起飞! 开场白:锁的烦恼 说到并发编程,那真是几家欢喜几家愁。欢喜的是,CPU利用率蹭蹭往上涨;愁的是,一不小心就死锁、数据竞争,Debug到天荒地老。传统的锁机制虽然能解决问题,但就像交通高峰期的收费站,效率低下,上下文切换开销巨大。所以,我们要寻找更高效的解决方案! 主角登场:SharedArrayBuffer 和 Atomics SharedArrayBuffer 就像一块共享的内存区域,允许多个线程(或者Web Workers)直接访问同一块数据。这听起来很危险,对吧?别怕,Atomics 就是来保护我们的超级英雄。Atomics 提供了一系列原子操作,保证在多线程环境下对共享数据进行安全的操作,例如原子加、原子减、原子比较并交换等。 无锁队列:概念与原理 无锁队列,顾名思义,就是不需要锁也能安全地进行并发操作的队列。它的核心思想是利用原子操作来保证数据的一致性,避免锁带来的性能瓶颈。 设计思路:环形缓冲区 我们选 …
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Java `Disruptor` 框架:高性能无锁并发队列与事件驱动架构
各位观众老爷们,大家好!今天咱们来聊聊Java并发编程里的一位重量级选手——Disruptor! 别被这名字吓到,它可不是什么科幻电影里的毁灭武器,而是一个高性能、无锁的并发队列框架。 它可以说是Java并发领域里的“速度之王”,尤其是在需要高吞吐量和低延迟的应用场景下,效果拔群。 Disruptor:并发队列界的“闪电侠” 想象一下,你是一家大型电商平台的服务器,每天要处理成千上万的订单请求。每个订单请求就是一个事件,你需要把这些事件放入一个队列,然后由后台的订单处理服务来消费。 如果你用的是传统的 BlockingQueue,在高并发的情况下,锁的竞争会成为瓶颈,导致性能下降。 这时候,Disruptor 就能派上大用场了。 Disruptor的核心理念是:通过预先分配内存、环形缓冲区、无锁算法等技术,最大程度地减少锁竞争,从而实现极高的并发性能。 Disruptor 的核心组件 要理解 Disruptor 的强大之处,首先要了解它的几个核心组件: Ring Buffer(环形缓冲区): 这是Disruptor的核心数据结构,它是一个固定大小的数组,可以循环使用。 想象一下一个田径 …
C++ 原子操作的无锁算法设计:非阻塞数据结构的高级实现
哈喽,各位好!今天咱们来聊聊 C++ 原子操作的无锁算法设计,这可是个既炫酷又实用的话题。想象一下,你的程序里一堆线程嗷嗷待哺,都想抢着访问同一个数据结构,如果用传统的锁,那就像排队上厕所,一个一个来,效率低到爆。而无锁算法就像给每个人发一个私人马桶,想上就上,谁也不耽误谁,这感觉是不是很爽? 当然,无锁算法也不是那么容易驾驭的,它就像一匹野马,需要你用原子操作这根缰绳牢牢控制住。今天我们就来一起学习如何驯服这匹野马,设计出高性能的非阻塞数据结构。 1. 原子操作:无锁算法的基石 原子操作,顾名思义,就是不可分割的操作。在多线程环境下,原子操作要么全部执行,要么全部不执行,不会出现执行到一半被其他线程打断的情况。这就像你用支付宝转账,要么成功,要么失败,不会出现钱扣了,但对方没收到的情况。 C++11 引入了 <atomic> 头文件,提供了丰富的原子操作类型和函数。常用的原子操作包括: 原子读 (Atomic Load): 从原子变量读取值,保证读取到的值是最新的,不会出现数据撕裂。 原子写 (Atomic Store): 将新值写入原子变量,保证写入操作是原子的,不会出 …
C++ 高性能日志系统:无锁队列与异步 I/O 的结合
哈喽,各位好!今天咱们来聊聊C++高性能日志系统,这可是个既实用又有趣的话题。想想看,你的程序辛辛苦苦跑了一天,出了问题你却两眼一抹黑,啥都不知道,那可不行!日志就是你的眼睛,帮你了解程序内部的运作情况,排查问题的时候也能事半功倍。 但是,传统的日志系统往往是性能瓶颈。每次写日志都要加锁,搞得线程们排队等待,效率低下。所以,我们要想办法搞一套高性能的日志系统,让它既能忠实地记录信息,又不会拖程序的后腿。 今天,我们就来探讨一下如何利用无锁队列和异步I/O,打造一个高性能的C++日志系统。 一、日志系统的基本架构:生产者与消费者模式 首先,我们要明确日志系统的角色: 生产者 (Producer): 负责生成日志信息。通常是程序的各个模块,它们在运行过程中产生各种事件,需要记录下来。 消费者 (Consumer): 负责将日志信息写入文件或其他存储介质。这是一个独立于生产者线程的任务,专门负责I/O操作。 这就是经典的生产者-消费者模式。生产者生产日志数据,消费者消费日志数据,中间用一个缓冲区来解耦。在高并发环境下,我们希望生产者尽可能快地生产数据,而消费者则异步地消费数据,避免I/O阻塞 …
C++ 无锁环形缓冲区 (`Disruptor` 模式) 的 C++ 实现与性能分析
哈喽,各位好! 今天我们来聊聊一个高性能的消息传递利器:C++ 无锁环形缓冲区,也就是常说的 Disruptor 模式。这玩意儿在并发编程领域可是个明星,能让你在多线程环境下安全又高效地传递数据,避免各种锁带来的性能损耗。 一、 什么是环形缓冲区?为啥要用无锁的? 想象一下,你有一个固定大小的数组,数据就像流水一样,从一端流入,从另一端流出。当数据到达数组末尾时,它会绕回到数组的开头,就像一个环一样。这就是环形缓冲区。 优点: 读写操作简单高效,内存分配固定,避免了频繁的 new 和 delete,适用于高吞吐量的场景。 缺点: 容量固定,可能会出现缓冲区满或空的情况,需要合理的控制策略。 那为啥要用无锁呢?因为锁虽然能保证线程安全,但也会带来性能开销,特别是在高并发的情况下,锁的竞争会变得非常激烈,导致线程阻塞,降低整体吞吐量。无锁数据结构则利用原子操作等技术,避免了锁的使用,从而提高并发性能。 二、 Disruptor 模式的核心思想 Disruptor 模式的核心思想是: 预分配环形缓冲区: 预先分配好一块连续的内存空间作为环形缓冲区,避免了动态内存分配带来的开销。 单一写入者: …
C++ 减少锁竞争:无锁数据结构与原子操作的优先级
C++ 减少锁竞争:无锁数据结构与原子操作的优先级 (讲座版) 大家好!今天咱们来聊聊C++里让人头疼又不得不面对的锁竞争问题,以及如何通过无锁数据结构和原子操作来优雅地解决它。 第一幕:锁,爱恨交织的家伙 在多线程的世界里,共享资源就像一块大蛋糕,谁都想咬一口。但是,如果大家都扑上去抢,蛋糕肯定会被弄得乱七八糟。为了保证蛋糕的完整性,我们引入了锁。 锁的作用很简单,就是让同一时间只有一个线程能访问共享资源。这就像给蛋糕加上了一把锁,只有拿到钥匙(锁)的线程才能享用。 #include <iostream> #include <thread> #include <mutex> std::mutex mtx; // 一把锁 int shared_data = 0; void increment() { for (int i = 0; i < 100000; ++i) { mtx.lock(); // 获取锁 shared_data++; mtx.unlock(); // 释放锁 } } int main() { std::thread t1(in …
C++ Disruptor 模式:高性能无锁环形缓冲区实现
好的,没问题。 C++ Disruptor 模式:高性能无锁环形缓冲区实现 – 编程专家带你飞 各位观众,晚上好!我是你们的老朋友,今晚咱们来聊聊一个听起来高大上,用起来贼溜的玩意儿:Disruptor 模式。别害怕,这玩意儿不是什么黑魔法,它就是一个高性能的、无锁的环形缓冲区实现。说白了,就是个升级版的队列。 1. 啥是 Disruptor? 想象一下,你是一个餐厅的厨师,需要不停地从食材仓库(生产者)拿食材,然后加工成菜品(消费者)。传统的做法是,你每次都跑去仓库,拿完食材再回来。如果仓库很远,或者食材种类很多,你就会累个半死。 Disruptor 就像一个传送带,食材从仓库源源不断地传到你面前,你只需要专心加工就行了。这个传送带就是环形缓冲区,而 Disruptor 模式就是一套围绕这个传送带优化性能的策略。 核心思想: 环形缓冲区 (Ring Buffer): 预先分配好一块连续的内存空间,像个甜甜圈一样循环使用。 无锁 (Lock-Free): 尽可能避免使用锁,利用原子操作保证线程安全。 Sequence: 用来追踪生产者和消费者的进度,协调它们之间的关系。 2 …
C++ 线程池的伸缩性与性能优化:无锁队列与缓存对齐
好的,没问题! 让我们开始吧! C++ 线程池的伸缩性与性能优化:无锁队列与缓存对齐 大家好!今天我们来聊聊线程池,这个在并发编程中非常重要的组件。线程池的主要作用是管理和复用线程,避免频繁创建和销毁线程带来的开销,从而提高程序的性能和响应速度。但是,要设计一个高性能、高伸缩性的线程池可不是件容易的事。今天我们就重点讨论两个关键点:无锁队列和缓存对齐,看看它们是如何影响线程池的性能,以及如何利用它们进行优化。 线程池的基本概念 首先,我们简单回顾一下线程池的基本概念。一个典型的线程池通常包含以下几个部分: 任务队列: 用于存放待执行的任务。 线程集合: 维护一组工作线程,负责从任务队列中获取任务并执行。 线程管理器: 负责线程的创建、销毁和管理,以及线程池的伸缩。 简单来说,我们把需要执行的任务丢进任务队列,然后线程池里的线程会自己去队列里拿任务来执行。 为什么要关注伸缩性? 伸缩性是指线程池根据任务负载动态调整线程数量的能力。一个具有良好伸缩性的线程池可以: 在高负载时,自动增加线程数量, 以快速处理大量的任务,避免任务堆积和响应延迟。 在低负载时,自动减少线程数量, 以减少系统资源 …