Delphi 6 实效编程百例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电出版社

作者:施新刚

出品人:

页数:335

译者:

出版时间:2002-8

价格:35.0

装帧:平装

isbn号码:9787115104311

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 程序设计
• Delphi
• Delphi 6
• 编程实例
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• 组件
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• 教程

《精通现代 C++ 性能优化与并发编程实战》 —— 解锁下一代软件性能的钥匙 在当今对实时性、高吞吐量和低延迟有着极致要求的技术浪潮中，C++ 语言凭借其无与伦比的硬件控制能力和运行效率，依然是构建高性能系统的基石。然而，仅仅掌握 C++ 语法已远远不够。真正的挑战在于如何驾驭现代 C++（C++17/20/23）的复杂特性，有效地管理并行性，并深入理解底层硬件对代码执行的影响，从而榨取出系统的每一分性能潜力。 本书并非一本面向初学者的 C++ 语法手册，而是专为那些已经熟练掌握 C++ 基础，渴望将应用程序性能推向极限的资深开发者、系统架构师和嵌入式工程师量身打造的深度实践指南。我们专注于现代 C++ 范式下的性能瓶颈诊断、系统级优化技巧，以及大规模并发模型的实现与调优。 --- 第一部分：现代 C++ 语法的性能内涵（深入理解与选择） 现代 C++ 引入了大量语法特性，它们在带来代码优雅性的同时，也对运行时性能产生了深刻影响。本部分将剖析这些特性背后的成本与收益。 第 1 章：价值与代价：智能指针与资源管理深度剖析 我们将超越 `std::unique_ptr` 和 `std::shared_ptr` 的基本用法。重点探讨引用计数（`std::shared_ptr`）在多核环境下的原子操作开销，以及如何通过精确控制生命周期，设计无锁或低锁的资源池。我们将对比 `std::weak_ptr` 在避免循环引用之外，对缓存失效和延迟删除策略的优化作用。此外，还会涵盖资源获取即初始化（RAII）在异步操作和协程（如 C++20 Coroutines）中的优雅应用，确保资源管理的“零成本抽象”。 第 2 章：泛型编程的性能陷阱与优化：模板元编程的极限 模板是 C++ 的核心，但过度或不当的模板实例化可能导致代码膨胀和编译时间急剧增加。本章将详细讲解： Concepts (C++20)： 如何使用 Concepts 约束模板参数，不仅提升代码可读性，更重要的是，通过提前捕获类型错误，优化编译器的类型推导过程，间接提升后续的优化效果。 constexpr 与 consteval： 彻底将计算从运行时转移到编译期。实战演示如何使用 `constexpr` 构造复杂的数据结构（如哈希表或状态机），并在运行时零开销地访问它们。 CRTP (Curiously Recurring Template Pattern)： 深入分析 CRTP 如何实现静态多态，并对比其与动态虚函数调用的性能差异，以及在特定场景（如高频循环调用）下的优势。 第 3 章：移动语义与数据布局优化 拷贝构造函数是性能杀手。本章聚焦于完美转发 (`std::forward`) 的机制，以及右值引用在大型对象传输中的应用。更重要的是，我们将探讨结构化绑定 (Structured Bindings) 与聚合初始化如何影响内存的局部性（Locality of Reference）。我们会通过实际案例展示，如何重新排列结构体成员（数据对齐与填充）以最大化 L1/L2 Cache 的命中率。 --- 第二部分：系统级性能诊断与底层调优 性能优化的核心在于洞察和度量。本部分引导读者使用专业工具，将 C++ 代码映射到 CPU 架构上进行深度分析。 第 4 章：内存访问的艺术：缓存线与伪共享 现代 CPU 性能瓶颈几乎都集中在内存访问延迟上。本章将深入解析： 缓存一致性协议（MESI/MOESI）： 理解 CPU 核心如何通过嗅探（Snooping）来维持缓存一致性。 伪共享 (False Sharing)： 识别并消除因不同线程修改不同变量但它们恰好位于同一缓存行而导致的性能下降。实践中，我们将学习如何使用缓存对齐 (Cache Line Padding) 技术（通常使用 `alignas(64)`）来隔离数据，确保线程独占其缓存行。 向量化与 SIMD 指令集： 介绍 `std::simd`（或直接使用 intrinsics）如何利用 SSE/AVX/AVX-512 指令集并行处理数据。 第 5 章：性能度量：从采样到确定性分析 单纯依赖墙上时间是不可靠的。本章重点教授如何进行科学的性能度量： 火焰图（Flame Graphs）的解读： 使用 `perf` (Linux) 或 VTune (Intel) 生成火焰图，准确识别热点函数和栈跟踪。 确定性分析工具： 学习使用硬件性能计数器（Hardware Performance Counters）来监测 L1/L2 缓存未命中率、分支预测错误率和 TLB 缺失情况。我们将展示如何将这些指标与代码中的具体操作关联起来。 基准测试框架： 熟练使用 Google Benchmark 或 Criterion，确保测试的准确性、统计显著性和隔离性。 第 6 章：编译器的魔力：优化级别与代码生成 理解编译器（如 GCC/Clang）在 `-O2` 和 `-O3` 级别下执行了哪些优化，是手动优化代码的前提。 内联 (Inlining) 的双刃剑： 探讨编译器决定内联的内部逻辑，以及何时需要通过 `[[gnu::always_inline]]` 或 `[[noinline]]` 来强制干预，平衡代码大小与函数调用开销。 死代码消除与循环展开： 分析编译器如何通过数据流分析来优化循环结构，并指导开发者编写更易于编译器优化的代码模式。 链接时优化 (LTO)： 解释 LTO 如何跨越编译单元进行全局优化，以及在大型项目中应用 LTO 的收益和注意事项。 --- 第三部分：高并发与异步编程范式 现代应用的核心在于有效利用多核资源。本部分深入探讨 C++ 在并发编程模型中的尖端技术。 第 7 章：无锁数据结构的构建与验证 互斥锁（Mutexes）在竞争激烈时会引入严重的线程阻塞和上下文切换开销。本章专注于构建高性能的无锁（Lock-Free）或等待无关（Wait-Free）原语。 原子操作（Atomics）的深度应用： 详解 `std::atomic` 如何利用 CPU 的 CAS (Compare-and-Swap) 指令。我们将实现一个基于 CAS 的无锁队列（Lock-Free Queue）和栈。 内存顺序模型： 区分 `std::memory_order_relaxed`, `seq_cst`, `acquire/release` 的性能差异，并教授如何在不违反程序语义的前提下，尽可能使用更弱的内存顺序以提高性能。 第 8 章：C++20 协程：实现高效的 I/O 密集型并发 协程是解决“C10K 问题”的现代方案，它用用户态的调度取代了内核线程的切换，极大地提升了 I/O 密集型服务的吞吐量。 `co_await` 和 `co_yield` 的工作原理： 剖析 Promise/Future 机制，理解挂起与恢复的机制。 自定义 Executor 与调度器： 实践如何编写一个轻量级的 I/O 调度器，将成千上万的逻辑流映射到少量的工作线程上，从而实现高效的异步网络服务或数据库访问。 第 9 章：并行算法与执行策略 C++17 标准引入了并行算法，使开发者能轻松地利用多核优势。 `std::execution::par` 与 `par_unseq`： 展示如何通过简单的策略前缀（如 `std::for_each` 变成 `std::for_each(std::execution::par, ...)`）来并行化标准库算法。 数据并行与任务并行的平衡： 在实际场景中，如何选择使用 TBB (Threading Building Blocks)、OpenMP 还是标准库并行算法，并探讨跨平台兼容性问题。 --- 总结与展望 本书提供的不是零散的技巧，而是一套系统化的现代 C++ 性能工程方法论。通过对内存模型、编译器优化、以及新型并发原语的深度掌握，读者将能够自信地诊断复杂的性能问题，设计出充分利用现代硬件架构的下一代高性能应用程序。 面向读者： 高级 C++ 工程师、系统程序员、游戏引擎开发者、金融高频交易系统（HFT）开发者、需要进行低延迟优化的嵌入式/实时系统工程师。 所需基础： 熟练掌握 C++14/17 核心特性，对操作系统和计算机体系结构有基本认知。

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