优化多线程 C++ 应用程序中的内存管理

Question

我尝试了几种逻辑来处理我的这个问题。

1. 使用线程本地存储（TLS）

#include <iostream>
#include <thread>

void thread_function() {
    thread_local int local_var = 0;
    local_var++;
    std::cout << "Local variable value: " << local_var << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t1(thread_function);
    std::thread t2(thread_function);
    t1.join();
    t2.join();
    return 0;
}

2. 应用智能指针

#include <iostream>
#include <memory>

void shared_pointer_example() {
    std::shared_ptr<int> sptr(new int(10));
    std::shared_ptr<int> sptr2 = sptr; // reference count increased
    std::cout << "Shared Pointer value: " << *sptr << std::endl;
}

void unique_pointer_example() {
    std::unique_ptr<int> uptr(new int(20));
    std::cout << "Unique Pointer value: " << *uptr << std::endl;
    // std::unique_ptr<int> uptr2 = uptr; // Error: unique_ptr cannot be copied
}

int main() {
    shared_pointer_example();
    unique_pointer_example();
    return 0;
}

3. 实现无锁数据结构

#include <iostream>
#include <atomic>
#include <vector>
#include <thread>

std::atomic<int> atomic_counter(0);

void increment() {
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        atomic_counter++;
    }
}

int main() {
    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads.emplace_back(increment);
    }
    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }
    std::cout << "Atomic Counter: " << atomic_counter.load() << std::endl;
    return 0;
}

但没有一个实际上足够直观或足够好以真正产生影响。我该怎么办？

我已经尝试了上面创建的所有 4 个解决方案

Answer 1

非常有趣的问题。我过去处理过这个问题，希望与您分享！

1. 您应该使用对象池实现增强的内存池。使用更复杂的内存池机制，可以有效地回收对象。
2. 我经常使用 ThreadSanitizer（LLVM 的一部分）来检测运行时的数据争用:)。这会对你有很大帮助！