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性能优化---内存篇

2024-09-15 来源:抵帆知识网

有网友碰到这样的问题“性能优化---内存篇”。小编为您整理了以下解决方案,希望对您有帮助:

解决方案1:

一个程序的性能主要由算法复杂度、IO开销和并发能力决定。算法复杂度的优化可以产生巨大性能提升。例如,LSM Tree能显著提升No-SQL吞吐量,事件触发能增强epoll在大并发下的能力。底层特性的深度利用也能带来数量级优化,这是现代复杂体系结构的必然产物。然而,内存IO常常被忽视,特别是内部内存IO。与显式设备IO操作不同,内存IO透明发生在CPU指令背后,导致性能差异容易被忽略。这种差异因为隐蔽性,常被新工程师忽视。因此,内存分配和访问优化变得尤为重要。

内存分配方面,tcmalloc和jemalloc采用线程缓存机制优化并发性能。tcmalloc使用单一page heap,而jemalloc使用多个arena,通常在核心数较多、申请释放强度高的情况下,jemalloc表现出更强性能。内存访问优化包括连续访问优化和并发访问优化。连续访问中,硬件监测到连续地址模式后,会激活多层预取器加速访问速度,从而提升性能。并发访问时,需要考虑缓存行隔离,避免false share现象,保证多个核心之间的数据一致性,同时通过写缓冲机制缓解一致性问题,但增加可见性问题,如StoreLoad和LoadStore乱序。

为了提高性能,硬件和软件研发者需要理解不同内存序等级,如relaxed、consume-release和sequentially-consistent。正确使用内存序可以避免竞态条件,保证数据一致性。在编译层,可以进行一定程度的顺序调整,优化内存访问性能。在实现无锁队列时,可以采用循环数组和分槽位版本号模式,优化并发性能,达到比较高的效率。

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