C++可移植性及多線(xiàn)程

本系列是開(kāi)源書(shū)C++ Best Practises[1]的中文版，全書(shū)從工具、代碼風(fēng)格、安全性、可維護(hù)性、可移植性、多線(xiàn)程、性能、正確性等角度全面介紹了現(xiàn)代C++項(xiàng)目的最佳實(shí)踐。本文是該系列的第五篇。

C++最佳實(shí)踐:

1. 工具

2. 代碼風(fēng)格

3.安全性

4.可維護(hù)性

5.可移植性及多線(xiàn)程（本文）

6.性能

7.正確性和腳本

可移植性

明確使用的類(lèi)型

大多數(shù)產(chǎn)生告警的可移植性問(wèn)題都是因?yàn)槲覀儧](méi)有注意類(lèi)型。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和數(shù)組使用size_t作為索引，標(biāo)準(zhǔn)容器的大小使用size_t類(lèi)型。如果對(duì)size_t的處理不正確，可能會(huì)潛伏有微妙的64位問(wèn)題，這種問(wèn)題只有在開(kāi)始32位整型索引溢出之后才會(huì)出現(xiàn)。另一種類(lèi)似問(wèn)題是char類(lèi)型和unsigned char類(lèi)型的使用。

使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)

std::filesystem

C++17新增了新的filesystem庫(kù)，在所有支持的編譯器上提供了可移植的文件系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)能力。

std::thread

C++11的線(xiàn)程功能能夠基于pthread或WinThreads使用。

其他

本系列中的其他大多數(shù)問(wèn)題最終都可以歸結(jié)到可移植性上，尤其要注意避免靜態(tài)(static)類(lèi)型(參考下文多線(xiàn)程部分)。

多線(xiàn)程

避免全局?jǐn)?shù)據(jù)

全局?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致函數(shù)之間意想不到的副作用，并可能使代碼難以甚至無(wú)法并行化。即使現(xiàn)在的代碼不是為了并行化而寫(xiě)，也沒(méi)有理由在將來(lái)永遠(yuǎn)不做并行化。

靜態(tài)(static)數(shù)據(jù)

除了作為全局?jǐn)?shù)據(jù)之外，靜態(tài)數(shù)據(jù)并不總是像期望的那樣被構(gòu)造和析構(gòu)，在跨平臺(tái)環(huán)境中尤其如此。例如，有個(gè)g++的bug[2]就是關(guān)于從動(dòng)態(tài)模塊加載的共享靜態(tài)數(shù)據(jù)的銷(xiāo)毀順序的。

共享指針

std::shared_ptr和全局變量一樣(http://stackoverflow.com/a/18803611/29975)，允許多段代碼與相同的數(shù)據(jù)交互。

單例(Singleton)

單例通常使用靜態(tài)和/或shared_ptr實(shí)現(xiàn)。

避免堆操作

堆操作在多線(xiàn)程環(huán)境中要慢得多，在許多甚至大多數(shù)情況下，復(fù)制數(shù)據(jù)會(huì)更快，更別提還有move操作這之類(lèi)的東西。

互斥對(duì)象(mutex)和可變對(duì)象(mutable)一起使用(M&M規(guī)則，C++11)

對(duì)于成員變量，最好同時(shí)使用互斥鎖和可變變量，這在兩方面都適用:

可變成員變量被假定為共享變量，因此應(yīng)該與互斥鎖同步(或原子化)。

如果一個(gè)成員變量本身是互斥的，那么應(yīng)該是可變的，這是在const成員函數(shù)中使用它所必需的。