C++ 内存访问模式优化:从架构到实践
目录
内存架构概览:CPU 与内存的 “速度博弈”
层级结构:从寄存器到主存
带宽与延迟:性能的隐形杀手
C++ 开发者的视角
缓存工作原理:局部性的魔法
缓存的核心逻辑
命中与未命中
缓存的组织方式
预取技术:未卜先知
缓存一致性:多核的挑战
C++ 中的缓存优化实例
内存访问模式:程序与硬件的 “默契”
顺序访问:缓存的 “最佳拍档”
为什么顺序访问这么香?
C++ 中的典型场景
优化招式
实战案例
随机访问:缓存的 “头号敌人”
随机访问的痛点
C++ 中的典型场景
优化招式
实战案例
跨步访问:规律中的局部性
跨步访问的特性
C++ 中的典型场景
优化招式
实战案例
数据结构优化:内存的 “精装修”
数据对齐:让缓存行 “舒心”
对齐的本质
C++ 中的对齐工具
对齐的好处与代价
实战案例:对齐提速
并发中的对齐:伪共享克星
内存布局:数据的 “空间规划”
布局的重要性
优化原则
实战案例:AoS vs SoA
工具支持
数据压缩:空间换时间
压缩的逻辑
常用技术
实战案例
代码优化技巧:挖掘程序的性能潜力
循环优化:减少重复,提高效率
循环的开销
优化原则
实战案例
内联函数:消除调用开销
内联的原理
C++ 中的内联使用
内联的优缺点
实战案例
预取技术:提前准备数据
预取的作用
C++ 中的预取实现
预取的策略
实战案例