高性能编程精要

上面的章节中，我们介绍了高性能的网络编程，奠定了高性能服务的基础，本章将重点讲解下高性能服务。

本节偏重高性能服务的相关重点工作，并不会从开始编写一个高性能服务，重点讲解在高性能服务场景的一些经验。

1. 尽量C语言化：

   1. 尽量使用底层裸指针，避免使用智能指针，避免引用技术开销；
   2. 尽量减少分支与查表操作，根据程序逻辑，选择使用likely和unlikely。switch和if-else相比，由于使用了Binary Tree算法，绝大部分情况下switch会快一点，除非是if-else的第一个条件就为true.
   3. 尽量使用位运算替换加减乘除法。
   4. 尽量减少使用STL（除了使用预分配内存的vector以外，可以考虑使用boost库里面的高效实现替换，比如queue）；

2. 尽量理解编译器：

   1. 更多的应用编译器，而不是运行时确认，比如：macro、inline、使用CRTP代替多态；
   2. 深入理解编译器，比如Q3会降低程序的运行效率；
   3. 尽量多使用static类型，减少dynamic类型，方便编译器优化；
   4. 使用编译器的内置功能，比如__expected和__prefetch;

3. 尽量平滑：减少数据拷贝和上线文切换

   1. 无锁并发编程：多线程竞争锁时，会引起上下文切换，所以多线程处理数据时，可以用一些办法来避免使用锁，如将数据的 ID 按照 Hash 算法取模分段，不同的线程处理不同段的数据
   2. CAS：避免加锁和线程阻塞
   3. 使用最少线程：避免创建不需要的线程，比如任务很少，但是创建了很多线程来处理，这样会造成大量线程都处于等待状态 ，参考Redis的单线程模式；
   4. 协程：在单线程实现多任务的调度，并在单线程里维持多个任务间的切换

4. 尽量池化：使用线程池、内存池，尽量少作线程和内存的动态分配与销毁，高效设计与使用缓存，比如类似mysql的LIRS算法

5. 高效的网络协议，PB化、压缩等；

6. 高效的网络模型，epoll。

7. 异步编程框架提升吞吐，非核心功能的异步处理，比如日志等；