好的,各位观众老爷们,欢迎来到今天的C++旮旯技术分享会。今天咱要聊的是C++20里一个相当实用的小玩意儿:std::source_location。这玩意儿能帮我们获取代码的“案发现场”信息,让调试和日志记录变得更爽。准备好了吗?系好安全带,咱们发车啦! 一、啥是std::source_location? 简单来说,std::source_location就是一个记录代码行号、文件名、函数名等信息的类。有了它,我们就能在程序运行时知道某段代码是在哪个文件的哪一行,哪个函数里被执行的。这对于定位问题、理解代码执行流程非常有帮助。 想象一下,你写了一个复杂的程序,跑起来之后出了bug。调试的时候,你需要在茫茫代码中大海捞针,找bug的根源。有了std::source_location,就像给代码装了一个GPS,能告诉你“我在哪里,我是谁,我从哪里来”。 二、std::source_location的基本用法 std::source_location的使用非常简单。它提供了一个静态成员函数current(),可以获取当前代码位置的信息。 #include <iostream> …
C++ 内存碎片化分析与优化:从底层减少内存浪费
好的,各位朋友们,今天咱们来聊聊C++里头让人头疼的内存碎片化问题。这玩意儿就像你家里的抽屉,东西乱七八糟地塞进去,看着空间挺大,想找个东西却怎么也找不着,最后只能感叹:“唉,地方不够用了!” 一、啥是内存碎片化? 想象一下,操作系统就像一个大管家,管理着一大块连续的内存空间,这块空间就像一块完整的蛋糕。C++程序要运行,就得向管家申请蛋糕,用完之后再还回去。 内存分配: 程序需要内存时,管家就在蛋糕上切一块给它。 内存释放: 程序用完内存,就把这块蛋糕还给管家。 碎片的产生: 如果分配和释放的顺序乱七八糟,蛋糕上就会出现很多小洞洞,也就是“内存碎片”。 内部碎片: 内部碎片是指已经被分配出去(能用),但不能被利用的内存空间。它发生在分配的内存大于实际需要的内存时。比如,你申请了 100 个字节,但实际上只用了 90 个字节,剩下的 10 个字节就被浪费了。 外部碎片: 外部碎片是指虽然总的可用内存足够,但这些内存是不连续的,无法满足大块内存的分配需求。就像你家抽屉里有很多小块空地,但你想放一个大箱子,发现没地方放。 举个例子: 假设我们有 10 个字节的内存,初始状态是连续的。 分配 …
C++ 外部内存管理:与操作系统或其他库的内存接口
好的,各位听众,今天咱们来聊聊C++里的“外挂”——外部内存管理!别误会,不是游戏外挂,而是指C++程序如何跟操作系统或其他库“勾搭”上,去申请和管理内存,而不是完全依赖C++自带的new和delete。 为什么需要外部内存管理? 你可能会问:“new和delete用得挺好的,为什么要费劲巴拉地去搞外部内存管理?” 问得好!原因有很多,就像你不能指望一个厨师只用一把菜刀做出满汉全席一样: 性能优化: new和delete在某些场景下效率可能不高。比如,频繁地分配和释放小块内存,容易产生内存碎片。而自定义的内存池或者使用其他库提供的内存管理方案,可以更好地控制内存分配策略,减少碎片,提高性能。想象一下,你玩俄罗斯方块,如果每次都随机出现方块,很快就堆满了;但如果事先规划好方块的顺序和位置,就能玩得更久。 内存控制: C++默认的内存分配器,你没法完全掌控它的行为。如果你需要对内存的使用进行更精细的控制,比如限制内存的使用量,或者在特定地址分配内存,就需要借助外部内存管理。这就像你租房,房东的规矩你没法改,但如果你自己买房,就可以随便装修了。 与其他系统集成: 有些操作系统或库提供了自己的 …
C++ Placement Delete:与 Placement New 对应的销毁操作
C++ Placement Delete:与 Placement New 对应的销毁操作 (讲座模式) 大家好!欢迎来到“C++内存管理奇妙夜”特别节目,我是今晚的主讲人,人称“内存老司机”的码农张。今天咱们要聊聊一个C++里相对冷门,但关键时刻能救命的话题:Placement Delete。 很多同学可能对 new 和 delete 烂熟于心,但是一提到 placement new 就开始挠头,更别提 placement delete 了。别担心,今天咱们就把这块硬骨头啃下来,保证大家听完之后,不仅能明白 placement delete 是什么,还能知道它存在的意义,以及在什么情况下应该使用它。 1. new 和 delete:C++ 内存管理的基石 首先,咱们简单回顾一下 new 和 delete。这俩哥们是C++里负责动态内存分配和释放的。 new: 负责在堆(heap)上分配内存,并返回指向分配内存的指针。 delete: 负责释放 new 分配的内存,归还给操作系统。 int* ptr = new int; // 在堆上分配一个 int 大小的内存 *ptr = 10; d …
C++ 弱指针与 `enable_shared_from_this`:解决循环引用与生命周期
好的,各位观众老爷,今天咱来聊聊 C++ 里的弱指针和 enable_shared_from_this。这俩家伙,听起来好像是武林秘籍,实际上是解决 C++ 智能指针里一个很常见,也很让人头疼的问题——循环引用。 啥是循环引用? 简单来说,就是两个或多个对象互相持有对方的 shared_ptr。这就形成了一个闭环,谁也释放不了谁,最终导致内存泄漏。想象一下,你和你的朋友,你俩都拽着对方的胳膊,谁也不撒手,结果就是谁也走不了,只能原地尬住。 举个栗子: #include <iostream> #include <memory> class B; // 前向声明 class A { public: std::shared_ptr<B> b_ptr; ~A() { std::cout << “A destructor called” << std::endl; } }; class B { public: std::shared_ptr<A> a_ptr; ~B() { std::cout << “B des …
C++ `std::pmr::synchronized_pool_resource`:线程安全内存池
好的,各位观众老爷,今天咱们来聊聊C++里一个挺有意思的东西,std::pmr::synchronized_pool_resource。这玩意儿说白了,就是一个线程安全的内存池。听起来是不是有点高大上?别怕,咱用大白话给你掰开了揉碎了讲清楚。 啥是内存池? 首先,咱们得搞明白啥是内存池。你想啊,程序运行的时候,经常要分配和释放内存。如果每次都直接跟操作系统要,那效率就太低了。你想,你每次想喝水都得自己打井,那多费劲? 内存池就像一个水库,它事先向操作系统申请一大块内存,然后自己管理这块内存。当程序需要内存的时候,就从水库里取一块;程序不用的时候,就把内存还给水库。这样一来,就省去了频繁跟操作系统打交道的开销,大大提高了内存分配和释放的效率。 std::pmr是个啥? std::pmr,全称是std::polymorphic_memory_resource,是C++17引入的一个新特性。它提供了一种更灵活、更可定制的内存管理方式。你可以把它理解成一个内存分配器的抽象接口。通过使用std::pmr,你可以很方便地替换程序的默认内存分配器,而不需要修改大量的代码。 synchronized_ …
C++ `std::pmr::monotonic_buffer_resource`:单向增长内存池
好的,各位亲爱的程序员朋友们,欢迎来到今天的C++内存管理小课堂!今天我们要聊的是一个在内存管理界有点“特立独行”的家伙:std::pmr::monotonic_buffer_resource。 开场白:内存管理,一场永无止境的战争 各位都知道,内存管理是C++程序员逃不开的宿命。我们每天都在和 new 和 delete,malloc 和 free 打交道,一不小心就会掉进内存泄漏的陷阱。然而,现代C++为我们提供了更多的选择,std::pmr (Polymorphic Memory Resources) 就是其中一个闪耀的明星。 std::pmr 的目标是让内存分配策略可以像参数一样传递,从而提高代码的灵活性和可维护性。而 std::pmr::monotonic_buffer_resource,则是这个大家族中一个简单而高效的成员。 monotonic_buffer_resource:单行道上的内存分配器 想象一下,你手里拿着一块内存,像一个贪婪的国王,只想不断地往里面塞东西,而且还不允许你把已经塞进去的东西拿出来。这就是 monotonic_buffer_resource 的工作方 …
C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`:C++17 多态内存资源管理
好的,各位观众老爷,欢迎来到“C++内存那点事儿”特别节目。今天咱们要聊的是C++17引入的一个重量级选手——std::pmr::polymorphic_allocator,也就是传说中的多态内存分配器。 第一幕:内存,你的地盘我做主! 在C++的世界里,内存管理一直是个让人头疼的问题。传统的new和delete就像一对相爱相杀的冤家,用得不好,轻则内存泄漏,重则程序崩溃。更可气的是,它们的行为是全局性的,你想针对某个特定场景搞点特殊化,基本上没戏。 这时候,分配器(Allocator)就站出来了。分配器允许你自定义内存分配策略,比如你可以创建一个只从特定内存池分配的分配器,或者创建一个带有内存泄漏检测功能的分配器。听起来是不是很酷? 但是,传统的分配器也有个问题:它是模板参数。这意味着,如果你想让不同的容器使用不同的分配器,你需要定义不同的容器类型。这就像你想吃不同口味的冰淇淋,却需要买不同的冰箱一样,简直是噩梦。 std::pmr::polymorphic_allocator就是为了解决这个问题而生的。它允许你在运行时选择分配器,而不需要改变容器的类型。这就像你只需要一个冰淇淋机, …
C++ 池化内存管理:针对小对象的高效分配与回收
好的,各位好!今天咱们来聊聊C++里一个挺有意思的话题:内存池。特别是针对那些“小不点儿”对象,内存池能帮我们解决不少麻烦。 引子:为啥要搞内存池? 想象一下,你开了一家包子铺。客人来了,要一个包子,你就现揉面、现做馅儿、现蒸,客人吃完走了,你又得把家伙什儿收拾干净。如果客人接二连三地来,你是不是得忙得脚不沾地? C++里的new和delete就像这个现做包子的过程。每次new,都要向操作系统申请内存,delete又要归还。这个过程很费劲,特别是当你要频繁地创建和销毁很多小对象的时候。操作系统就像一个大管家,你每次找它要点儿东西,它都要登记、分配、回收,累都累死了,效率自然就下来了。 那么,内存池就像什么呢?就像你提前揉好了一堆面,调好了一堆馅儿,客人来了直接拿来蒸就行。客人吃完,你也不用收拾,直接留给下一个客人用。这样是不是快多了? 什么是内存池? 内存池,简单来说,就是预先分配一大块连续的内存,然后自己管理这块内存,按需分配给程序使用。当对象不再需要时,并不立即释放给操作系统,而是放回内存池中,供下次分配使用。 内存池的优点: 速度快: 避免了频繁的系统调用,分配和释放内存的速度大 …
C++ Arena / Bump Allocator:高性能、线程安全的快速分配器
好的,让我们来聊聊C++里的Arena/Bump Allocator,这玩意儿就像内存管理界的“快餐”,速度飞快,但也有自己的小脾气。 大家好,今天我们来聊聊Arena Allocator:内存管理的“快餐店” 各位程序猿/媛们,有没有遇到过这样的情况:你的程序像个贪吃蛇一样,不停地分配内存,然后又释放,结果搞得系统内存碎片满天飞,性能直线下降?这时候,Arena Allocator,或者叫Bump Allocator,就像救星一样出现了。 什么是Arena Allocator? 简单来说,Arena Allocator就是一块预先分配好的连续内存区域,我们称之为“Arena”。 就像一个超大的停车场,你要停车就随便往里停,只要有空位就行。 当你用完这块内存,不会像new/delete那样立刻释放掉,而是等到整个Arena不用了,才一次性释放。 这样就避免了频繁的内存分配和释放,从而减少了内存碎片,提高了性能。 为什么要用Arena Allocator? 想象一下,你要举办一个盛大的派对,你需要很多盘子来装食物。 传统new/delete: 你每拿一个菜,就向餐具租赁公司租一个盘子,用 …