好的，各位观众，欢迎来到今天的“C++也要搞事情：Actor模型，Akka.NET/CAF灵魂附体”讲座！ 今天咱们聊点刺激的，给C++这老牌劲旅注入点新活力，让它也能玩转Actor模型，享受并发编程的丝滑。 第一章：什么是Actor模型？别跟我扯高深理论，说人话！ 各位可能听过Actor模型，但一堆术语砸过来，头都大了。“并发”、“消息传递”、“隔离状态”，听着就想睡觉。 咱们换个说法：Actor模型就像一群各司其职的快递员（Actor），他们每个人都有自己的小仓库（状态），他们之间不直接抢东西（避免共享状态），而是通过发消息（Message Passing）来通知对方干活。 Actor: 快递员，负责处理收到的消息，更新自己的状态，或者给其他快递员发消息。 Message Passing: 发快递，快递员之间沟通的方式，只能通过消息传递，不能直接访问别人的仓库。 State: 快递员的小仓库，存储自己的包裹和其他重要信息。 Concurrency: 多名快递员同时工作，提高效率。 这种模式的好处是啥？ 简单粗暴的并发： 多个Actor可以并发执行，但因为每个Actor都有自己的状态 …
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 …
C++ 线程池中的异常处理与任务结果收集
好的，没问题。让我们开始这场关于C++线程池异常处理与任务结果收集的讲座吧！ 各位观众，各位朋友，欢迎来到今天的“C++线程池异常处理与任务结果收集”特别节目！我是你们的老朋友，代码界的段子手，BUG克星，今天咱们就来聊聊这个听起来高大上，实则接地气的话题。 开场白：线程池的那些事儿 线程池，顾名思义，就是一堆线程的“澡堂子”。 想象一下，你开了一家餐厅，顾客（任务）络绎不绝。如果每来一个顾客，你就现招一个厨师（线程），炒完菜就让厨师走人，那效率得有多低？ 线程池就像你餐厅里预先雇好的一批厨师，顾客来了直接分配，省时省力。 但是，厨师（线程）在炒菜（执行任务）的过程中，万一不小心把盐当成糖放了（抛出异常），或者菜做糊了（任务失败），我们该怎么办？ 这就是今天我们要重点讨论的问题：如何在线程池中优雅地处理异常，并收集任务的结果。 第一部分：异常处理，避免线程池“爆炸” 在多线程环境中，异常处理可不是一件小事。一个线程抛出未捕获的异常，轻则导致该线程崩溃，重则可能导致整个程序挂掉。 所以，我们需要一套完善的异常处理机制，确保线程池的稳定运行。 1. 捕获并处理任务中的异常 最直接的方法，就 …
C++ 任务调度策略：工作窃取、优先级队列与负载均衡
各位观众老爷，各位程序猿、程序媛们，大家好！今天咱们来聊聊C++里的任务调度，这可是个挺有意思的话题。你想想，你写了个多线程程序，噼里啪啦扔出一堆任务，但这些任务到底谁先执行，谁后执行，最终能不能把CPU的算力榨干，这都得靠任务调度来安排。 我们今天主要讲三种策略：工作窃取（Work Stealing）、优先级队列（Priority Queue）以及负载均衡（Load Balancing）。这三种策略各有千秋，适用场景也不同。咱争取用大白话，加上代码示例，让大家伙儿听明白、能上手。 一、工作窃取（Work Stealing）：懒人有懒福，忙人别累死 想象一下，你开了一家餐馆，雇了几个厨师。如果有的厨师手脚麻利，很快就把自己的菜做完了，而有的厨师慢吞吞的，订单都排到门外了，这肯定不行。工作窃取就是解决这个问题的。 核心思想：每个线程都有自己的任务队列（局部队列），当线程空闲时，它会尝试从其他线程的任务队列里“偷”一些任务过来执行。这样就能保证每个线程尽量都处于忙碌状态，提高CPU利用率。 优点： 自动负载均衡： 忙的线程自动把任务分给闲的线程，不用人工干预。 减少线程同步开销： 每个线程 …
C++ 线程池设计模式：固定大小、动态大小与任务队列
各位观众老爷们，大家好！欢迎来到今天的C++线程池“脱口秀”！今天咱们要聊聊C++线程池的那些事儿，保证让大家听得明白，看得有趣，用得顺手。 咱们今天的主题是：C++线程池设计模式：固定大小、动态大小与任务队列。 线程池是个啥？为啥要用它？ 想象一下，你开了一家小餐馆，来一个客人就临时雇一个厨师，客人走了厨师也走了。要是客人不多还好，客人多了，你雇厨师的速度赶不上客人点的速度，厨房就得瘫痪。而且，频繁的雇佣和解雇厨师也很费劲，对吧？ 线程池就像一个“厨师中介”，你提前雇好一批厨师（线程），让他们随时待命。客人（任务）来了，直接分配给空闲的厨师做，做完后厨师继续待命，等待下一个任务。这样就避免了频繁创建和销毁线程的开销，提高了效率，稳定了性能。 线程池的核心组件 一个线程池，至少得有这几个核心组件： 线程管理器(ThreadPool): 负责线程的创建、销毁、分配任务等核心管理工作。 工作线程(WorkerThread): 真正干活的线程，从任务队列中取出任务并执行。 任务队列(TaskQueue): 存放待执行任务的队列，相当于“订单列表”。 任务(Task): 需要执行的具体工作，相 …
C++ 协程与异常处理：协程中的异常传播机制
各位听众，欢迎来到今天的 C++ 协程与异常处理主题讲座！今天咱们聊聊协程这玩意儿，尤其是它跟异常处理搅和在一起时，会碰撞出什么样的火花。 什么是协程？别跟我拽那些官方定义！ 你可能听过协程，但那些生涩的定义听着就想睡觉。简单来说，协程就像一个“暂停”按钮。普通的函数，一旦开始执行，就得一口气跑完。但协程不一样，它可以执行到一半，然后说：“嘿，哥们，我先歇会儿，等会儿再回来继续。” 这种“暂停和恢复”的能力，让协程在处理异步操作、并发任务等方面非常有用。想象一下，你要处理大量的网络请求，如果每个请求都用一个线程，资源消耗太大。协程就能优雅地解决这个问题，它可以暂停等待网络数据，然后回来继续处理，而不需要创建新的线程。 C++ 协程：Promise, Awaiter, Coroutine Handle，三大金刚 C++20 引入了协程，它不是语言内置的魔法，而是通过一些特殊的类型和操作符来实现的。理解这三个概念是掌握 C++ 协程的关键： Promise (承诺体): 这是协程的“管家”，负责协程的状态管理，比如结果、异常，以及协程的生命周期。你可以把它看作是协程的“大脑”。 Await …
C++ `asio::co_spawn`：Boost.Asio 与 C++20 协程的结合
好的，没问题，直接开始我们的旅程！ 各位好！今天咱们来聊聊一个既性感又实用的话题：C++ asio::co_spawn，以及它背后的 Boost.Asio 与 C++20 协程的完美结合。准备好，我们要起飞了！ 前言：协程，异步编程的救星 在异步编程的世界里，传统的回调地狱简直就是程序员的噩梦。你是不是也曾经被层层嵌套的回调函数搞得头昏脑胀，怀疑人生？别担心，协程就是来拯救你的。 协程，简单来说，是一种轻量级的线程，允许你在代码中像写同步代码一样编写异步操作。它最大的特点就是“挂起”和“恢复”，让你的代码在等待 I/O 操作完成时，可以优雅地让出控制权，而不是傻傻地阻塞在那里。 C++20 终于把协程纳入了标准，这简直是程序员的福音。而 Boost.Asio，作为 C++ 异步编程的利器，自然不会错过这个机会，于是 asio::co_spawn 就应运而生了。 asio::co_spawn：让异步编程更上一层楼 asio::co_spawn 就像一个魔法棒，它可以把一个协程变成一个异步操作，让你的代码更加简洁、易读、易维护。 asio::co_spawn 的基本用法 asio::co_ …
C++ 协程的调度器实现：如何将协程映射到线程
好的，让我们开始一场关于 C++ 协程调度器实现的探险，重点是协程如何映射到线程这个关键问题。准备好了吗？系好安全带，我们要深入挖掘了！ C++ 协程：一场轻量级并发革命 首先，我们需要对协程有个基本的认识。简单来说，协程是一种用户态的轻量级线程。它允许你在单个线程中执行多个任务，而无需像传统线程那样进行昂贵的上下文切换。你可以把协程想象成一群乐于助人的小精灵，它们轮流在一个线程里工作，干完自己的活就主动让出控制权，让其他小精灵接手。 为什么需要调度器？ 有了协程，我们就需要一个“调度器”来管理这些小精灵，决定哪个协程应该运行，什么时候让它暂停，以及什么时候恢复它。调度器是协程的核心，它负责将协程映射到线程，并控制它们的执行顺序。 协程映射到线程的策略 协程映射到线程主要有以下几种策略： N:1 映射（用户级线程） 这种策略将多个协程映射到单个内核线程。这是最常见的协程实现方式，也是我们今天要重点讨论的。 优点: 上下文切换非常快，因为完全在用户态进行，无需陷入内核。 缺点: 如果一个协程阻塞（例如，进行 I/O 操作），整个线程都会阻塞，影响其他协程的执行。此外，无法利用多核 CPU …
C++ `task` 类型：异步操作的统一封装与组合
C++ task 类型：异步操作的统一封装与组合 (讲座模式) 各位靓仔靓女，欢迎来到今天的C++异步编程小课堂！今天我们不聊虚的，直接上干货，主题就是C++11引入的task类型。这玩意儿就像异步世界里的瑞士军刀，能把各种乱七八糟的异步操作收拾得服服帖帖，还能像搭积木一样组合起来，简直不要太方便！ 为什么要用task？ 在没有task之前，C++的异步编程简直就是一场噩梦。各种线程、锁、条件变量满天飞，代码写得比意大利面条还乱。而且，异常处理也是个大问题，一不小心就崩溃给你看。 task的出现就是为了解决这些痛点。它可以： 统一封装异步操作: 把一个异步操作包装成一个task对象，就像把一团乱麻整理成一个整齐的线团。 简化异常处理: task会默默地把异步操作中的异常存起来，等你用get()取结果的时候再抛出来，避免程序直接崩溃。 方便组合异步操作: 可以像搭积木一样，把多个task组合起来，形成更复杂的异步流程。 简单来说，task就是让异步编程变得更简单、更安全、更可控。 task的基本用法：把函数变成异步任务 最简单的用法就是用std::async把一个函数变成一个task。s …
C++ `generator` (C++23)：使用协程实现惰性求值的序列生成器
好的，没问题，直接进入主题！ 各位观众老爷，大家好！今天咱们聊聊C++23里新加入的“generator”，这玩意儿可是个好东西，能让你用协程优雅地实现惰性求值的序列生成器。简单来说，就是你想用多少就生成多少，不用一股脑全算出来，省时省力，妈妈再也不用担心我的内存爆炸了！ 为啥需要惰性求值？ 在说generator之前，先来聊聊为啥我们需要惰性求值。设想一个场景，你需要计算一个巨大的斐波那契数列，比如前100万项。如果直接用循环计算并存储所有结果，那内存可要吃紧了。而且，如果你只需要前10项，后面的999990项就算出来也浪费了。 惰性求值就像“现吃现做”，你想要第n项，它才计算第n项，之前的项算完就可以扔掉了，内存占用大大降低。 generator闪亮登场 C++23的generator就是为了实现这种惰性求值而生的。它基于协程，允许你像写普通函数一样生成序列，但实际上数据是按需生成的。 generator的基本用法 generator定义在<generator>头文件中。最简单的用法如下： #include <iostream> #include <g …