云风-高性能健壮系统中的内存管理.ppt

高性能健壮系统中的内存管理,合理的内存管理策略带来,系统性能的提高 更高的运行速度 更小的内存占用 稳定的内存使用量 让系统更健壮 减少因系统设计规模的扩大而带来的负作用 易于调试 减少编码失误率 控制 bug 的坏影响的范围 让系统可以长期不间断的工作,内存是最难管理的资源,内存作为一种资源，在应用级和系统底层工作是两种不同的模式。 应用级：我们看到的是连续的虚拟地址空间 系统级：是分块的内存页 内存缺乏原子性、不能用简单的引用记数方式管理。 在传统软件中、内存碎片几乎一定会产生。 从性能角度看，内存并非像程序员们想象的那样有一致性。 性能敏感的软件或实时系统，内存管理有更苛刻的要求。,性能,无论语言多高级，在你使用的语言层面总有事情可以做。 编译器并非万能 人有机会比优化器做的更好,深入RAM硬件底层,抽象与细节的矛盾 抽象是为了设计更大的系统 细节是为了更高性能的工作 CRTOS虚拟内存地址物理内存地址BIOS Cache储存控制芯片DRAM DRAM 是晶体管和电容构成的二维电路 Cache 使用 SRAM ，可以工作在更高频率下 控制芯片以串行模式工作 RAM 性能的提高并非无差别的,结论？,没有永远不变的原则 大原则变化的慢 没有一劳永逸的解决方案 内存访问很廉价但有代价 减少内存访问的次数是很有意义的 随机访问内存慢于顺序访问内存 请让数据物理上连续 集中内存访问优于分散访问 尽可能的将数据紧密的存放在一起 无关性内存访问优于相关性内存访问 请考虑并行的可能性、即使你的程序本身没有使用并行机制 控制周期性密集访问的数据大小 必要时采用时间换空间的方法 读内存快于写内存 代码也会占用内存，所以、保持代码的简洁,关于优化的参考,X86 平台，Agner Fog 是绝对的权威。 如何优化 Pentium 微处理器 代码优化：有效使用内存 深入理解计算机系统 ,制定合理的内存管理策略,了解你的系统如何使用内存 系统中各种对象有怎样的生命期？ 峰值时系统需要多少内存？这个值因何而变？ 系统稳定工作的时候，需要多少内存？那些对象需要？哪些内存需求是稳定不变的，哪些是动态增减的？ 手工管理内存和自动管理内存(gc)都不是万能的。 适当的时候引入 gc 或近似的机制,不变的内存需求,各施其责、让操作系统帮助你更好的解决问题 只申请不（主动）释放并非坏习惯 内存块不是原子对象，即使你还给了系统，系统也未必可以利用它们 Bug 经常出在程序退出时，可用户在意它们吗？你真的需要在意吗？ C+ 带来的错觉：令人困扰的单件生命期问题。 模块化设计的问题 动态链接库和独立进程服务,生命期可预期的内存需求,内存块的生命期决定于一个特定对象或一个特定事件 Web server 中、大部分对象跟连接相关 Game server 中、大部分对象跟独立玩家相关 3d engine 中、大部分对象跟 3d 实体相关 偶尔、复制好过引用 成批的分层次回收内存有利于减少内存碎片 把相关的数据结构尽可能的物理上保持连续 不同层次的对象引用的内存在设计上分离,可再生的内存数据,3d engine 中的资源管理 一切内部资源加载后不再删除其资源 handle 任何资源皆可再生（往往指从外存重新加载） 资源占用的内存的回收和再利用和逻辑层无关 资源的预读及并行化处理流程于主逻辑正交设计 显存对象是不同类型的内存数据、应独立管理,临时内存,程序运行栈 用堆模拟一个栈 关于 C+ 的 auto_ptr 关于 C+ 的容器：vector list map 异常的处理： C+ 异常 longjmp,String 的管理,String 类有多重要？ std:string ? CString ? boost:rope ? Copy on Write 是天使还是恶魔？ 为什么不用 const char * ? 通常，我们只需要 raw pointer const char * 往往只是一个 handle ，一个可以比较和排序的 handle 忘了宽字节吧，UTF-8 可以解决大部分问题 没有完美的 string 类，如果你认为你设计出了一个，那么你一定忘掉了要用它做什么。,垃圾收集(GC),C/C+ 需要 GC 吗？ 自动化内存管理无处不在。 手工写出了每一个 new/delete malloc/free 并不意味着你在手工管理 引用计数同样是一种自动化管理 GUI 、3d 场景管理不可能离开自动化内存管理 Mark-sweep GC 的优势 使用 gc 并不意味着偷懒，通常是因为良好的设计的需要 gc 不等于低效、间隙停顿、高内存占用 请控制 gc 的粒度 http:/code.google.