C++最佳實踐|5.可移植性及多線程

本系列是開源書C++ Best Practises^[1]的中文版，全書從工具、代碼風格、安全性、可維護性、可移植性、多線程、性能、正確性等角度全面介紹了現代C++項目的最佳實踐。本文是該系列的第五篇。

C++最佳實踐:

1. 工具

2. 代碼風格

3.?安全性

4.?可維護性

5.?可移植性及多線程（本文）

6.?性能

7.?正確性和腳本

可移植性

明確使用的類型

大多數產生告警的可移植性問題都是因為我們沒有注意類型。標準庫和數組使用size_t作為索引，標準容器的大小使用size_t類型。如果對size_t的處理不正確，可能會潛伏有微妙的64位問題，這種問題只有在開始32位整型索引溢出之后才會出現。另一種類似問題是char類型和unsigned char類型的使用。

參考: http://www.viva64.com/en/a/0010/

使用標準庫

std::filesystem

C++17新增了新的filesystem庫，在所有支持的編譯器上提供了可移植的文件系統訪問能力。

std::thread

C++11的線程功能能夠基于pthread或WinThreads使用。

其他

本系列中的其他大多數問題最終都可以歸結到可移植性上，尤其要注意避免靜態(static)類型(參考下文多線程部分)。

多線程

避免全局數據

全局數據會導致函數之間意想不到的副作用，并可能使代碼難以甚至無法并行化。即使現在的代碼不是為了并行化而寫，也沒有理由在將來永遠不做并行化。

靜態(static)數據

除了作為全局數據之外，靜態數據并不總是像期望的那樣被構造和析構，在跨平臺環境中尤其如此。例如，有個g++的bug^[2]就是關于從動態模塊加載的共享靜態數據的銷毀順序的。

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據交互。

單例(Singleton)

單例通常使用靜態和/或shared_ptr實現。

避免堆操作

堆操作在多線程環境中要慢得多，在許多甚至大多數情況下，復制數據會更快，更別提還有move操作這之類的東西。

互斥對象(mutex)和可變對象(mutable)一起使用(M&M規則，C++11)

對于成員變量，最好同時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，因此應該與互斥鎖同步(或原子化)。
• 如果一個成員變量本身是互斥的，那么應該是可變的，這是在const成員函數中使用它所必需的。

更多信息請參閱Herb Sutter的文章: GotW #6a Solution: Const-Correctness, Part 1^[3]

也可以參考前面關于const &返回值安全性^[4]的討論。

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參考資料