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使用本培训教程可以学习实用的编程技巧，并且备考微软认证的专家(MCP)测试。根据自己的进度，首先通过综合系统化的课程和循序渐进的试验创建具有Winl32特点的桌面应用程序；然后进一步学习扩展程序的功能——同时也增加你的经验。当获取了重要的Visual C++ 开发实际经验之后，同样你也具备了应考微软认证的解决方案开发人员测试MCP 70—016的能力。这本Microsoft认可的培训教程是你事业进
《深入探索现代C++并发编程与性能优化实战》 本书特色： 本书聚焦于现代C++标准（C++11/14/17/20）在高性能计算和多核架构下的核心技术——并发编程与性能调优。我们摒弃对过时技术的冗余讲解，专注于提供最前沿、最实用的工具和方法论，帮助资深开发者构建出真正高效、稳定、可扩展的系统。 目标读者： 具备扎实C++基础，熟悉面向对象设计，并希望在并发控制、多线程同步、内存模型以及系统级性能分析方面取得突破的软件工程师、架构师和高级技术人员。 --- 第一部分：现代C++并发编程的基石（Foundation of Modern C++ Concurrency） 第一章：C++内存模型与顺序一致性 本章将彻底剖析C++11引入的原子操作（Atomics）和内存模型。我们将深入探讨“顺序一致性”（Sequential Consistency）的成本与收益，以及如何在实际应用中应用“松散排序”（Relaxed Ordering）来最大化性能。内容涵盖： volatile的现代误区与正确用途：区分C++标准中的`volatile`与硬件寄存器操作的差异。 `std::atomic`详解：深入理解`load`、`store`、`exchange`及CAS（Compare-and-Swap）操作的底层实现原理和ABI保证。 数据竞争的界限：如何通过严格遵守C++内存模型，在不引入互斥锁的情况下安全地共享数据。 第二章：线程管理与抽象层 超越传统的POSIX线程API，本章着重介绍C++标准库如何提供更高级别的抽象。 `std::thread`的生命周期管理：讨论`join`与`detach`的陷阱，以及如何利用RAII（资源获取即初始化）模式安全地封装线程对象。 Futures与Promises的深度应用：不仅仅是等待结果，更探讨如何利用`std::async`实现工作窃取（Work-Stealing）的初步概念，以及如何构造复杂的异步执行链条。 调度与亲和性（Affinity）：介绍如何通过特定平台API（如Linux的`sched_setaffinity`或Windows的SetThreadAffinityMask）来影响线程调度，并讨论何时应该主动管理CPU亲和性。 第三章：同步原语的精细控制 本章侧重于同步机制的选择和优化，避免盲目使用效率最低的互斥锁。 互斥锁的演进：从`std::mutex`到`std::recursive_mutex`的适用场景分析。重点剖析`std::timed_mutex`和`std::try_lock`，用于实现死锁恢复机制。 读写锁的实现与替代：由于标准库未直接提供高效的读写锁，本章将展示如何使用条件变量或原子操作高效地实现一个非阻塞的Reader-Writer Lock。 条件变量（Condition Variables）的陷阱：详细解释虚假唤醒（Spurious Wakeups）的原理，以及如何在`wait`循环中正确使用谓词（Predicate）。 第二部分：高性能并发数据结构与无锁编程（Lock-Free Programming） 第四章：无锁数据结构的理论与实践 无锁编程是实现极致性能的关键。本章将系统性地介绍构建无锁结构的基础。 ABA问题的深度剖析：阐述ABA问题如何破坏CAS操作的安全性，并介绍解决ABA问题的两种主流技术：带有版本号的CAS和Hazard Pointers（危险指针）。 无锁队列的实现：从Michael & Scott的MPSC/MPMC队列模型入手，提供一个基于C++20 `std::atomic`的健壮、高性能的单生产者-单消费者（SPSC）队列的完整代码实现。 无锁堆栈与内存回收：讨论在C++中实现无锁堆栈时，如何安全地回收节点内存（结合RCU或Per-Thread Storage的概念）。 第五章：并发容器的选择与优化 标准库提供的并发容器（如`std::map`的替代品）通常性能不佳。本章指导读者如何选择或构建更优方案。 Hash Table并发优化：分析分离式链接（Separate Chaining）与开放寻址（Open Addressing）在并发场景下的性能权衡。 Skip Lists的并发优势：介绍Skip List作为有序并发数据结构的潜力，并讨论其并发插入和删除的复杂性。 Thread-Local Storage (TLS) 的应用：强调TLS（`thread_local`）在减少锁竞争中的决定性作用，并讨论其在缓存友好性方面的好处。 第三部分：性能分析、调试与系统级优化（Profiling and System Optimization） 第六章：死锁与活锁的检测与预防 并发程序中最棘手的两大问题，本章提供实用的诊断工具和模式。 死锁的识别：讲解资源分配图（Resource Allocation Graph）在程序中的应用，以及如何使用Chandy-Misra-Haas算法的概念来检测循环等待。 活锁（Livelock）的根源：分析过度退避策略（Aggressive Backoff）如何导致活锁，并设计合理的指数退避（Exponential Backoff）策略。 锁定顺序化与超时机制：强制性的锁定顺序（Lock Ordering）规则的实践，以及如何使用带超时的锁尝试来避免长期阻塞。 第七章：性能分析工具链的实战 再好的代码也需要经过科学的度量。本章侧重于使用行业标准工具对并发程序的瓶颈进行定位。 CPU Profiling：使用Perf（Linux）或VTune（Intel）对多线程程序进行采样分析，重点关注缓存未命中（Cache Misses）和分支预测失败（Branch Misprediction）。 锁竞争分析：讲解如何利用特定的工具（如Linux下的`lockstat`或特定gdb/LLDB插件）来量化锁的持有时间和等待时间。 内存访问可视化：介绍如何使用Valgrind的Cachegrind或类似的模拟器，来直观理解多线程访问模式对L1/L2/L3缓存的影响。 第八章：与操作系统交互的底层优化 本章将视野从C++代码层提升到操作系统和硬件层面。 缓存行填充（Cache Line Padding）：讲解伪共享（False Sharing）的危害，并提供结构体对齐的最佳实践，以确保共享变量不会跨越不同的缓存行。 NUMA架构下的内存分配：在多路CPU系统中，如何使用`numactl`或特定库（如jemalloc/tcmalloc）来绑定线程和内存到特定的节点，以减少跨UMA/NUMA延迟。 系统调用开销的规避：分析在高频并发场景下，减少系统调用（如I/O、内存映射）的频率，转而使用用户态机制（如Ring Buffers）的必要性。 --- 本书总结： 本书不提供任何入门级的语法回顾，而是将读者直接置于高性能并发系统的挑战前沿。通过对C++内存模型、无锁算法、系统级调优工具的深入剖析，读者将掌握构建下一代高吞吐量、低延迟应用程序所需的全部知识体系。我们相信，理解“为什么”比记住“怎么做”更为重要，因此本书着重于原理的阐述和工程实践的结合。
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