讲师介绍

吴咏炜

现任Boolan首席咨询师，国内著名C++ 专家，曾任英特尔亚太研发中心资深系统架构师，近 30 年 C/C++系统级软件开发和架构经验。专注于 C/C++ 语言（包括 C++98/11/14/17/20）、软件架构、性能优化、设计模式和代码重用。对于精炼、易于维护的代码和架构有着不懈的追求，对开源平台（GNU/Linux）有深入的理解。长期担任资深技术教练，涉及 C++、软件架构、安全软件开发、开源软件等多方面。

课程介绍

C++， 作为一门多范式的通用编程语言，适用的领域非常广泛。要对 C++ 程序进行性能优 化，牵涉到的方方面面也非常多。本课程就是以现代 C++ 程序为中心，讨论如何对 C++程序进行优化。课程中有跟语言强相关的内容，也有跟语言关系较少、但在实践中经常伴随 C++ 程序出现的问题。

票务信息

购课链接： https://boolan.com/project/enroll/146

课程大纲

基本概念

一、计算机体系架构和性能

1.硬件

1)存储层次体系

2)处理器的乱序执行和流水线

3)并发

• 锁

2.软件

1)系统调用开销

2)语言抽象性

二、C++ 简介

1）为什么要使用 C++

2）如何学习 C++

3）内存管理和对象的生命周期

• 栈
• 堆
• RAII

其他生命周期

测试方法

一、性能测试基础

1）性能测试中的问题

• 时间测量
• 编译器的干扰
• 处理器的干扰
• 防优化技巧

二、性能测试方法

1）性能分析器

2）gprof 和 gperftools

3）两种性能测试方法

4）perf

5）火焰图

三、性能分析和性能优化

C++ 基本构件分析

一、函数、虚函数和函数对象

二、String

三、栈上对象、堆上对象和移动语义

四、标准容器的性能

1）序列容器

• vector
• deque
• list
• forward_list

2）关联容器

• map
• multimap
• set
• multiset

3）无序关联容器

• unordered_map
• unordered_multimap
• unordered_set
• unordered_multiset

五、array

C++ 高级技巧和性能分析

一、模板

1）基本语法概念

2）泛型算法

3）内联和排序

4）二进制膨胀问题

二、智能指针

1）unique_ptr

2）shared_ptr

三、视图类型

1）string_view

2）span

3）ranges

四、编译期计算

1）利用模板参数进行计算

2）编译期类型推导

3）SFINAE

4) constexpr 变量和 constexpr 函数

5）if constexpr

6）变参模板

五、返回对象和异常

1）返回对象

2）返回值优化

3）异常的好处和开销

六、“替换”类型和错误处理

1）any

2）optional

3）variant

4）标准库的错误处理

5）Outcome

七、并发

1）进程和线程

2）thread 和 future

3）mutex

4）内存模型

5）atomic

6）多线程优化

• mutex 和 atomic
• thread_local

7）并发对接口的冲击

8）并行

9）异构计算

八、异步编程和协程

1）消息循环和异步编程初探

2）网络程序和异步编程

3）生成器

4）常见协程库

通用优化方法

一、工程和构建

1）编译选项

2）内联

3）PGO 和 LTO

二、反汇编

1）编译器

2）godbolt.org

三、循环优化

1）对象传递的方式

四、控制流优化

1）减少不必要的虚函数调用

五、内存优化

1）结构体

• 对齐问题

2）不要不必要地使用堆上内存

3）分配优化

• 内存池①对象内存池②STL 容器内存池
• 缓存问题

六、算术表达式优化

七、输入输出优化

八、算法优化

案例：定时器

九、不写无必要的优化

十、开源软件

1）大教堂和小市集

十一、结束语