C++最佳实践 | 5. 可移植性及多线程

Posted 2022-10-19 程序员编程指南

本系列是开源书C++ Best Practises^[1]的中文版，全书从工具、代码风格、安全性、可维护性、可移植性、多线程、性能、正确性等角度全面介绍了现代C++项目的最佳实践。本文是该系列的第五篇。

C++最佳实践:

1. 工具

2. 代码风格

3. 安全性

4. 可维护性

5. 可移植性及多线程（本文）

6. 性能

7. 正确性和脚本

可移植性

明确使用的类型

大多数产生告警的可移植性问题都是因为我们没有注意类型。标准库和数组使用size_t作为索引，标准容器的大小使用size_t类型。如果对size_t的处理不正确，可能会潜伏有微妙的64位问题，这种问题只有在开始32位整型索引溢出之后才会出现。另一种类似问题是char类型和unsigned char类型的使用。

参考: http://www.viva64.com/en/a/0010/

使用标准库

std::filesystem

C++17新增了新的filesystem库，在所有支持的编译器上提供了可移植的文件系统访问能力。

std::thread

C++11的线程功能能够基于pthread或WinThreads使用。

其他

本系列中的其他大多数问题最终都可以归结到可移植性上，尤其要注意避免静态(static)类型(参考下文多线程部分)。

多线程

避免全局数据

全局数据会导致函数之间意想不到的副作用，并可能使代码难以甚至无法并行化。即使现在的代码不是为了并行化而写，也没有理由在将来永远不做并行化。

静态(static)数据

除了作为全局数据之外，静态数据并不总是像期望的那样被构造和析构，在跨平台环境中尤其如此。例如，有个g++的bug^[2]就是关于从动态模块加载的共享静态数据的销毁顺序的。

共享指针

std::shared_ptr和全局变量一样(http://stackoverflow.com/a/18803611/29975)，允许多段代码与相同的数据交互。

单例(Singleton)

单例通常使用静态和/或shared_ptr实现。

避免堆操作

堆操作在多线程环境中要慢得多，在许多甚至大多数情况下，复制数据会更快，更别提还有move操作这之类的东西。

互斥对象(mutex)和可变对象(mutable)一起使用(M&M规则，C++11)

对于成员变量，最好同时使用互斥锁和可变变量，这在两方面都适用:

• 可变成员变量被假定为共享变量，因此应该与互斥锁同步(或原子化)。

• 如果一个成员变量本身是互斥的，那么应该是可变的，这是在const成员函数中使用它所必需的。

更多信息请参阅Herb Sutter的文章: GotW #6a Solution: Const-Correctness, Part 1^[3]

也可以参考前面关于const &返回值安全性^[4]的讨论。

微信公众号：DeepNoMind

参考资料

[1]

C++ Best Practises: https://lefticus.gitbooks.io/cpp-best-practices/content/

[2]

Problem with C++ unique symbols in plugins: https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=66830

[3]

GotW #6a Solution: Const-Correctness, Part 1: http://herbsutter.com/2013/05/24/gotw-6a-const-correctness-part-1-3/

[4]

C++最佳实践之安全性: https://www.mdnice.com/writing/210940dd994a4b76930359652864bca3

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