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出版者:Addison-Wesley Professional

作者:James Adam

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2007-07-26

价格:USD 39.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9780132417990

丛书系列:

图书标签:

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好的，以下是一本名为《深入C++性能优化与现代实践》的图书简介，此书内容与您提到的《Professional Ruby Collection》完全无关。 --- 深入C++性能优化与现代实践 掌控编译器的奥秘，驾驭硬件的潜能 在当今快速迭代的软件世界中，C++凭借其无与伦比的底层控制能力和运行效率，依然是构建高性能系统、嵌入式设备、实时交易平台以及复杂游戏引擎的首选语言。然而，编写“能跑起来”的C++代码与编写“高效、可维护、并发安全”的C++代码之间，存在着巨大的鸿沟。本书《深入C++性能优化与现代实践》，正是为跨越这一鸿沟而精心打造的实战指南。 本书并非一本C++基础语法教程，它面向的是已经掌握了C++ 11/14/17/20标准，并且希望将代码性能推向极致的资深开发者和系统架构师。我们不满足于代码的正确性，更追求其运行效率的每一个百分点。 --- 第一部分：现代C++编译与运行时剖析 性能的优化始于对工具链的深刻理解。本部分将带领读者穿透编译器的“黑箱”，探究代码如何转化为机器指令，以及运行时环境如何影响最终的执行速度。 1.1 编译器的优化视角与陷阱 我们将深入探讨GCC/Clang等主流编译器的优化等级（如`-O2`, `-O3`, `-Os`）背后的工作原理。重点剖析： 函数内联的艺术与代价： 如何通过`inline`关键字、函数大小、分支预测器友好性来管理内联，避免过度内联导致的指令缓存（ICache）压力。 常量折叠与传播： 理解编译器如何消除冗余计算，以及在模板元编程中如何利用这些特性。 未定义行为（UB）的影响： UB不仅仅会导致程序崩溃，它更是优化器进行激进优化的“许可”，如何通过静态分析工具和代码规范来最小化UB，确保优化结果的可预测性。 1.2 内存模型的终极解读 内存访问是现代CPU性能瓶颈的根源。我们将超越传统的缓存概念，聚焦于现代CPU架构下的内存访问细节： 多级缓存层次结构（L1d/L1i/L2/L3）： 深入分析缓存行（Cache Line）的工作机制、伪共享（False Sharing）的识别与规避策略，并通过`std::hardware_destructive_interference_size`和`std::hardware_constructive_interference_size`进行实际布局优化。 内存屏障与内存模型： 详细解析C++内存模型（`std::memory_order`的`relaxed`, `acquire`, `release`, `acq_rel`, `seq_cst`）在并发编程中的精确含义。我们将通过实际案例展示，何时需要显式的内存屏障，以及如何避免不必要的全局同步。 内存分配器的选择与定制： 为什么`new`/`delete`在高并发场景下会成为瓶颈？我们将对比`malloc`/`free`、`jemalloc`、`tcmalloc`以及特定领域的定制分配器（如arena allocation），并演示如何为特定数据结构（如对象池）编写零开销分配器。 --- 第二部分：数据结构与算法的性能边界 算法复杂度是性能的理论基础，但对于已确定算法的场景，数据布局和具体实现的微小差异，往往决定了数十倍的性能差异。 2.1 向量化与SIMD指令集应用 现代CPU通过单指令多数据（SIMD）技术可以并行处理多个数据元素，极大地提升了数据密集型计算的速度。 自动向量化： 识别代码中的“可向量化”模式，并使用编译器内置的属性（如`__attribute__((vectorize))`）来指导编译器。 手动SIMD编程： 介绍使用Intrinsic函数（如SSE/AVX/Neon）直接操作寄存器。我们将以矩阵乘法和图像处理算法为例，展示如何编写跨平台且高效的SIMD代码。 2.2 容器布局优化与避免动态分配 容器的选择直接影响了缓存命中率和内存访问的局部性。 `std::vector` vs. 线性数组： 在固定大小数据结构中，如何权衡编译时大小确定和运行时灵活性。 `std::map` / `std::unordered_map` 的深度优化： 针对`unordered_map`，我们将探讨自定义哈希函数的重要性、桶的数量调整，并引入诸如Robin Hood Hashing等现代哈希表的优化思想，以减少冲突和探查次数。 结构体/联合体的内存对齐： 精确控制数据成员的顺序，以适应缓存行大小，最大化数据利用率。 --- 第三部分：并发编程与同步原语的高效利用 多核时代，并发是性能提升的必经之路，但错误的并发模型是灾难的开始。 3.1 锁的替代方案：无锁（Lock-Free）编程的艺术 过度依赖互斥锁（Mutex）会导致线程阻塞和上下文切换开销。本部分专注于实现更精细的并发控制： 原子操作（Atomic Primitives）： 深入解析`std::atomic`模板，讲解`load`/`store`/`exchange`/`compare_exchange_weak/strong`的使用场景和性能差异。 设计无锁数据结构： 实践构建高性能的无锁队列、栈和计数器，理解其对ABA问题的处理和内存可见性要求。 并发集合的设计模式： 探索读写锁、读拷贝写（RCU）等混合同步机制，以平衡读写比例下的性能需求。 3.2 异步编程与协程（C++20 Coroutines） 随着C++20协程的引入，我们有了在不阻塞线程的情况下管理大量并发任务的新工具。 协程的基础： 理解`promise_type`, `awaitable`和`co_await`的工作机制。 性能优势分析： 比较传统回调/Futures模型与协程模型在I/O密集型任务中的上下文切换成本，展示协程如何实现“零开销抽象”下的并发。 --- 第四部分：性能分析、度量与调试实战 没有度量，就没有优化。本部分提供了一套严谨的性能诊断流程和工具集。 4.1 专业的性能分析工具链 熟练使用业界标准工具是识别瓶颈的关键： 采样分析器（如Perf/VTune）： 如何解读火焰图（Flame Graphs）和Call Graphs，区分“忙等待”和“有效计算”。 确定性分析器（如Valgrind Callgrind/GProf）： 在不确定瓶颈位置时，如何进行全路径追踪。 硬件性能计数器（PMC）： 直接读取CPU的硬件事件（如缓存未命中次数、分支预测错误次数），这是定位底层硬件瓶颈的“显微镜”。 4.2 基准测试（Benchmarking）的科学方法 为了确保优化措施确实带来了性能提升，必须采用科学的基准测试方法： Google Benchmark库的应用： 如何正确设置预热、迭代次数，以及处理统计噪声。 微基准测试的陷阱： 如何避免编译器优化掉未使用的代码，确保测量的代码是真正被执行的部分。 性能回归检测： 将性能测试集成到CI/CD流程中，实时监控关键指标的变化。 --- 总结 《深入C++性能优化与现代实践》是一本面向“极致”读者的手册。它要求读者不仅要熟悉C++的语法，更要对计算机体系结构、操作系统和编译器原理有深入的洞察力。通过本书的学习，你将能够将C++代码的性能从“好”提升到“卓越”，真正释放现代硬件的全部潜力。 --- 目标读者： 资深C++工程师、系统程序员、游戏引擎开发者、高性能计算（HPC）从业者。 所需前置知识： 扎实的C++ 11/17/20标准知识，对操作系统和计算机体系结构有基本了解。

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老实说，刚开始拿到《Professional Ruby Collection》的时候，我并没有抱太大的期望。我是一名有多年Ruby开发经验的开发者，读过的相关书籍和技术文章车载斗量，想要找到一本能真正让我眼前一亮的书并不容易。然而，当我翻开第一页，我的想法就彻底改变了。这本书的写作风格非常独特，它不像某些技术书籍那样枯燥乏累，而是充满了智慧和启发。作者似乎对Ruby的每一个细节都了如指掌，并能以一种非常自然、流畅的方式将这些知识传递给你。我尤其欣赏书中关于“Ruby的惯用法”的讨论，很多时候，我们只是知道如何写代码，但并不知道“为什么”要这么写。这本书却深入剖析了Ruby社区中那些被广泛接受的惯用法背后的逻辑和优势，这让我不仅学会了如何写出更地道的Ruby代码，更理解了这些惯用法是如何提升代码的可维护性和可读性的。书中还涉及了许多高级主题，比如性能调优的一些鲜为人知的技巧，以及如何更好地利用Ruby的动态特性来构建灵活的系统。每一次阅读，都能发现新的亮点，都能获得新的感悟。它不仅仅是一本技术书籍，更是一份关于如何成为一名更优秀、更专业的Ruby开发者的指南。

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这本书简直是为我量身定做的！我一直以来都在Ruby开发领域摸索，虽然积累了一些经验，但总感觉在某些更深层次的概念上不够扎实，特别是关于性能优化、并发处理以及那些“魔法般”的Ruby元编程技巧。市面上有很多Ruby的书籍，但大多数要么过于基础，要么 terlalu 深入以至于初学者难以消化。然而，《Professional Ruby Collection》这本书却恰恰找到了那个完美的平衡点。它没有上来就堆砌晦涩的理论，而是通过一系列精心设计的案例，将复杂的概念娓娓道来。我特别喜欢书中关于DSL（领域特定语言）设计的章节，它不仅仅是讲解了如何构建DSL，更重要的是让我理解了DSL背后的设计哲学和应用场景，这极大地开阔了我的思路，让我开始思考如何让我的代码更具表达力和可读性。而且，书中对Ruby底层的一些实现细节的剖析也让我茅塞顿开，之前遇到的很多“为什么会这样”的疑惑迎刃而解。读这本书的过程，就像是在和一个经验丰富的导师对话，他循循善诱，总能在你即将迷失方向的时候，给你指点迷津，让你在学习的道路上少走弯路。我已经迫不及待地想把学到的知识应用到我正在进行的项目中了，我相信这本书一定会成为我日常开发工作中的得力助手。

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这本书给我带来了前所未有的阅读体验。我之前在学习Ruby的过程中，总是感觉自己停留在“能够实现功能”的层面，但对于“如何写出优雅、高效、可维护的代码”却知之甚少。《Professional Ruby Collection》这本书完全颠覆了我的认知。它不仅仅是教授语法和API，而是更侧重于培养开发者的“思维方式”。书中关于代码设计的原则，以及如何运用Ruby的特性来解决实际问题，都让我受益匪浅。我特别喜欢书中关于“代码的意图”的讨论，作者强调要写出能够清晰表达开发者意图的代码，而不是仅仅让代码能够运行。这一点对我来说是一个巨大的启发，也让我重新审视了自己过去编写的代码。此外，书中对一些Ruby底层机制的解读也相当到位，例如对象模型、垃圾回收机制等等，这些内容虽然看似深奥，但作者通过生动的比喻和清晰的图解，将其变得易于理解，让我对Ruby的理解上升到了一个新的高度。我甚至觉得，这本书应该被列为所有Ruby开发者的必读书籍，因为它不仅仅能提升你的技术水平，更能塑造你的编程哲学。

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我一直以来都在寻找一本能够帮助我从“普通Ruby开发者”蜕变为“专业Ruby开发者”的书籍，而《Professional Ruby Collection》正是我的不二之选。这本书的深度和广度都令人印象深刻，它涵盖了Ruby开发的方方面面，从基础的最佳实践到高级的设计模式，无所不包。我尤其喜欢书中关于测试驱动开发（TDD）和行为驱动开发（BDD）的深入探讨，这不仅让我掌握了如何编写高质量的测试，更让我理解了这些开发方法论如何能够有效地提高代码质量和项目稳定性。书中还分享了许多来自真实世界项目的宝贵经验，这些经验都是在实验室里无法获得的。例如，书中关于如何处理大规模Ruby应用程序的架构设计，以及如何优化数据库交互以提高性能的章节，都对我解决实际工作中的难题提供了极大的帮助。阅读这本书的过程，就像是在与一群经验丰富的Ruby专家进行思想交流，他们分享的每一个观点都充满了智慧和洞察力。这本书不仅仅是知识的传递，更是技能的培养和思想的启迪。

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对于我这样一名长期致力于Ruby开发的程序员来说，《Professional Ruby Collection》这本书无异于一场及时雨。我曾经在很多技术细节上感到困惑，比如如何更有效地进行模块化设计，如何优雅地处理错误和异常，以及如何构建出真正可复用的代码库。这本书恰好解决了这些痛点。作者在书中对Ruby的设计哲学进行了深刻的剖析，并结合大量的代码示例，清晰地展示了如何将这些哲学应用到实际开发中。我特别欣赏书中关于“函数式编程范式在Ruby中的应用”的章节，它让我看到了Ruby的另一种可能性，并学会了如何利用Ruby的迭代器和高阶函数来编写更简洁、更具表达力的代码。这本书的结构安排也非常合理，每个章节都围绕着一个明确的主题展开，并且循序渐进，不会让人感到信息过载。最重要的是，这本书不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是教你“为什么这么做”，这对于培养长期的编程思维至关重要。我已经将这本书视为我案头的常备参考书，每次遇到新的挑战，我总能在其中找到灵感和解决方案。

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