哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++多线程环境下内存分配那点事儿。特别是 jemalloc 和 tcmalloc 这两位大神，它们是如何在多线程的世界里大显身手的。 前言：内存分配，你别小看它！ 在单线程程序里，内存分配就像是你自己在家收拾东西，想怎么搞就怎么搞，效率很高。但是，到了多线程程序里，这就好比一家人（多个线程）共用一个储物间（堆），如果大家不排队、不协调，那肯定乱成一锅粥，效率直线下降。 所以，多线程环境下的内存分配，绝对是性能瓶颈的大户。如果分配器效率不高，线程们就会频繁地争抢锁，导致程序卡顿，CPU利用率低下。 主角登场：jemalloc 和 tcmalloc jemalloc (Facebook出品) 和 tcmalloc (Google出品) 都是专门为多线程环境优化的内存分配器。它们的核心思想都是：减少锁的竞争，提高并发度。 核心思想：分而治之 这两位大神都采用了“分而治之”的思想，将整个堆分成多个小的区域，让不同的线程在不同的区域里分配内存，从而减少锁的竞争。 jemalloc 的秘密武器： arenas jemalloc 使用了 arenas 的概念。你可以把 …
C++ 异常安全与并发：确保多线程代码的异常安全性
C++ 异常安全与并发：确保多线程代码的异常安全性 大家好！今天咱们聊聊C++里两个让人头疼，但又不得不面对的家伙：异常安全和并发。单独拿出一个来，已经够你喝一壶的了，现在要把它们揉在一起，那酸爽，简直不敢相信。但别怕，今天咱们就来啃下这块硬骨头，让你的多线程代码也能优雅地处理异常，不再动不动就崩溃，留下满地鸡毛。 一、 啥是异常安全？为啥它这么重要？ 想象一下，你正在做一个复杂的蛋糕。做着做着，突然发现烤箱坏了，蛋糕做不下去了。这时候，你需要做啥？难道直接把厨房炸了，然后跑路？当然不是！你应该收拾好已经用过的东西，把面粉、鸡蛋啥的都放回原位，让厨房恢复到开始做蛋糕之前的状态。 这就是异常安全的核心思想：当异常发生时，程序应该保持在一个一致的状态，不会泄漏资源，也不会破坏数据。 为啥它这么重要？因为C++的异常处理模型是基于RAII（Resource Acquisition Is Initialization，资源获取即初始化）的。RAII简单来说，就是用对象的生命周期来管理资源。当对象被销毁时，会自动释放其持有的资源。如果你的代码没有做好异常安全，当异常发生时，对象可能无法正常销毁， …
C++ 设计一个可伸缩的事件循环：多线程与多路复用结合
好的，没问题，我们直接进入主题。 各位听众，欢迎来到今天的C++进阶讲堂！今天我们要聊一个有点意思的话题：如何用C++打造一个可伸缩的事件循环，让它既能玩转多线程，又能耍得起多路复用。 想象一下，你的程序就像一个餐厅，事件循环就是这个餐厅的调度员，多线程是厨房里的大厨们，而多路复用就像服务员，负责高效地从顾客（外部事件）那里接收订单，并把做好的菜（处理结果）送到顾客手中。 一、什么是事件循环？ 首先，咱们得搞明白，什么是事件循环。简单来说，事件循环就是一个不断循环执行以下步骤的程序结构： 等待事件： 监听各种事件源（比如socket、定时器、信号等）是否有事件发生。 处理事件： 如果有事件发生，就调用相应的事件处理函数来处理它。 回到第一步： 继续等待下一个事件。 这就像一个永动机，只要程序活着，它就会不停地转下去。 二、为什么要用多线程和多路复用？ 好，现在问题来了，单个事件循环够用吗？答案是：在某些情况下，不够。 单线程的局限性： 如果某个事件处理函数执行时间过长（比如执行了耗时的IO操作），整个事件循环就会被阻塞，无法响应其他事件。这就像餐厅里只有一个厨师，如果他正在做一个复杂的 …
C++ 观察者模式：在多线程环境中实现事件通知
好的，各位观众老爷们，大家好！今天咱就来聊聊C++里那个有点意思的“观察者模式”，而且得是在“多线程”这个热闹的舞台上玩。这俩词儿一凑一块儿，就有点像在嘈杂的菜市场里试图用广播通知大家“猪肉降价了！”——既要保证消息传到，又不能把市场搞得更乱。 啥是观察者模式？（别跟我说你不知道！） 简单来说，观察者模式就像订阅报纸。你（观察者）订阅了《头条日报》（主题），一旦《头条日报》有新内容（事件发生），它就会自动把消息推送给你。你不用天天打电话问编辑“今天有啥新闻没？”。 用更技术的话说： 主题（Subject）： 维护一个观察者列表，当状态发生变化时，通知所有观察者。 观察者（Observer）： 定义一个更新接口，用于接收主题的通知。 具体主题（Concrete Subject）： 继承主题，实现状态变化时通知观察者的逻辑。 具体观察者（Concrete Observer）： 继承观察者，实现接收到通知后的处理逻辑。 C++代码来一波！（别光说不练！） 先来个简单的单线程版本，让大家热热身： #include <iostream> #include <vector> …
C++ `std::cout` 在多线程环境下的线程安全性与性能
好的，没问题。 各位老铁，今天咱们聊聊C++里那个让人又爱又恨的std::cout。 啥？你觉得它简单？呵呵，那是因为你还没在多线程的环境下好好“伺候”过它。 别急，今天就带你好好盘一盘这玩意儿在多线程下的线程安全性和性能问题。 开场白：std::cout，一个“老实人”的自白 std::cout， 咱们C++程序员的老朋友，往屏幕上打印点啥，第一个想到的就是它。 但它本质上就是一个全局对象，背后连着标准输出流。 在单线程的世界里，它兢兢业业，你给它啥，它就吐啥，从来不含糊。 可一旦到了多线程的环境，它就有点懵圈了。 想象一下，一群线程嗷嗷待哺，都想往std::cout里塞点东西。 如果没有协调好，你一句，我一句，最后输出的结果可能就是一锅粥，乱七八糟，不堪入目。 这就是线程安全问题。 线程安全性：std::cout的“社交恐惧症” 啥是线程安全？ 简单来说，就是多个线程同时访问一个共享资源（比如std::cout），不会导致数据错乱或者程序崩溃。 std::cout默认情况下，并非完全线程安全。 换句话说，它有“社交恐惧症”，不太擅长应付多线程这种“社交场合”。 具体来说， std: …
C++ GDB 多线程调试：断点、线程切换与变量查看
各位观众，欢迎来到今天的GDB多线程调试脱口秀！今天的主题是“C++ GDB 多线程调试：断点、线程切换与变量查看”。别担心，虽然听起来像高级课程，但我保证让大家听得懂，学得会，甚至还能笑出声！ 开场白：多线程的“甜蜜”烦恼 多线程编程就像同时耍好几个杂技球。刚开始觉得很酷炫，但一不小心，球就掉下来砸到脚了。在多线程程序中，bug往往藏得很深，就像躲猫猫高手，让你找得头昏眼花。这时候，GDB就是你的“金睛火眼”，能帮你揪出这些捣蛋鬼。 第一幕：断点，时间暂停的艺术 断点，顾名思义，就是让程序在某个地方停下来，让你有机会“冷静”地观察一下。在多线程环境中，断点就更有用了，它可以让你暂停所有线程，或者只暂停特定的线程。 全局断点：一起停下来喝杯咖啡 最简单的断点设置方式，就是让所有线程一起暂停。这就像在公司群里发通知：“全体员工，暂停工作，喝杯咖啡！” #include <iostream> #include <thread> #include <vector> void worker(int id) { for (int i = 0; i < 5 …
C++ 多线程调试技巧：死锁、活锁、饥饿的定位与分析
好的，各位观众，欢迎来到“C++多线程调试奇遇记”现场！今天咱们聊聊C++多线程里那些磨人的小妖精：死锁、活锁、饥饿。别怕，我会用最接地气的方式，带你们把它们揪出来，暴打一顿！ 第一章：死锁——你锁我，我锁你，大家一起原地去世 死锁，顾名思义，就是大家互相锁住对方需要的资源，谁也动不了。就像一群人围成圈，每个人都抓住前面人的衣服，谁也走不了。 1. 死锁的成因： 要理解死锁，先要了解它产生的几个必要条件，这就像是犯罪的动机和作案工具： 互斥条件： 资源是独占的，一个资源一次只能被一个线程持有。这就像厕所，只能一个人用，别人得等着。 占有且等待条件： 线程占有了一些资源，还在等待其他线程释放它需要的资源。就像你占着茅坑，还等着别人给你递纸。 不可剥夺条件： 线程已经获得的资源，在未使用完之前，不能被其他线程强行剥夺。 就像你占着茅坑，别人不能把你拽出来。 循环等待条件： 形成一个循环链，每个线程都在等待下一个线程释放资源。 这就像几个人同时上厕所，每个人都堵在另一个人的门口。 只有这四个条件都满足了，才有可能发生死锁。记住，是“有可能”，不是一定。 2. 死锁的例子： 来个最经典的死锁例 …
C++ `volatile` 关键字在多线程中的误用与正确理解
好的，没问题，直接进主题。 各位观众，今天咱们聊聊C++里那个让人又爱又恨的 volatile 关键字。说它让人爱吧，因为它看起来好像是解决多线程问题的神器；说它让人恨吧，因为它经常被误用，用了还不如不用，甚至更糟。今天咱们就扒一扒 volatile 在多线程环境下的那些事儿，争取让大家以后用得明白，用得放心。 volatile 是个啥？ 首先，咱们得搞清楚 volatile 这哥们儿是干啥的。简单来说，volatile 告诉编译器：“嘿，老兄，这个变量的值可能会在你的控制之外发生改变，所以每次用它的时候都老老实实地从内存里读，别自作聪明地优化！” 举个例子： #include <iostream> int main() { volatile int x = 10; int y = x; std::cout << “x: ” << x << std::endl; // 从内存读 x std::cout << “y: ” << y << std::endl; // 从内存读 x std::cout < …
Redis 的多线程 IO 线程模型：性能提升与潜在问题
好的，各位朋友，大家好！今天咱们聊聊 Redis 的多线程 IO 模型，这玩意儿听起来高大上，其实理解起来也不难，就像吃辣条一样，吃多了会上瘾，用好了能让你的 Redis 性能嗖嗖地往上窜！ Redis 的前世今生：单线程的爱恨情仇 话说 Redis 早期是个单线程的少年，所有客户端的请求都排着队，一个一个地处理。这就像只有一个服务员的餐厅，客人再多，也只能一个一个点菜、上菜、结账。 单线程的好处是简单粗暴，不用考虑线程同步的问题，避免了锁的开销，减少了上下文切换。但是，缺点也很明显，如果某个请求处理时间过长，后面的请求就得等着，这就像餐厅里有个客人点了佛跳墙，做半天，其他客人都饿得嗷嗷叫了。 Redis 之所以能用单线程扛住高并发，主要归功于： 内存操作： Redis 的数据都存在内存里，读写速度非常快。 高效的数据结构： Redis 提供了各种各样的数据结构，比如 String、List、Hash、Set、ZSet，每种数据结构都针对特定场景做了优化。 非阻塞 IO： Redis 使用了 epoll 等 IO 多路复用技术，可以同时监听多个客户端的连接，当某个连接有数据可读时，就去 …
Redis CPU 占用过高：定位热点、慢查询与多线程模型分析
各位Redis爱好者，大家好！今天咱们来聊聊一个让不少人头疼的问题：Redis的CPU占用率飙升。这玩意儿就像你家里的水管突然爆了，不赶紧解决，迟早要淹没整个系统。 别怕，咱们今天就一起抽丝剥茧，找出罪魁祸首，然后对症下药。咱们的目标是：让你的Redis跑得飞快，CPU稳如老狗！ 第一步：知己知彼，了解Redis的CPU占用情况 首先，你要知道Redis的CPU占用率到底是什么情况。是偶尔抽风，还是长期高居不下？你需要一些工具来监控它。 top 命令： 这是个老朋友了，在Linux服务器上直接输入 top，就能看到各个进程的CPU占用情况。找到redis-server进程，看它的%CPU值。 redis-cli info stats 命令： 这个命令可以获取Redis的各种统计信息，包括CPU使用情况。关注used_cpu_sys、used_cpu_user和used_cpu_sys_children这几个指标。 used_cpu_sys: Redis内核态CPU占用时间。 used_cpu_user: Redis用户态CPU占用时间。 used_cpu_sys_children: R …