c++ 相關的技術資源整理歸類

時間 2019-12-08

標籤 c++ 相關技術資源整理歸類欄目 C&C++ 简体版

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最近一段時間 c++ 社區裏最火熱的話題莫過於 cppcon2015 了， isocpp 上一堆相關的新聞，其中有一個頁面羅列了該會議的所有主題, 匆匆一瞥幾乎眼花繚亂，爲期一個星期的會議竟有上百個演講，不管是數量仍是內容所覆蓋的範圍，比之去年都更加豐富，做爲一個野生的 c++ 的愛好者，我表示這樣的盛會是不容錯過的，多麼但願能有機會前往現場感覺一番，門票倒不是太貴，惋惜遠隔重洋，只能灑淚遙望。如今 cppcon 已過去一個多星期了，演講的視頻和材料還沒所有公開，isocpp 上說要一個月的時間才能搞好，只能耐心等，目前放出來的只有少數幾個演講，好比，由 Bjarne Stroustrup 和 Herb Sutter 主講的：Writing Good C++14，因而趁着假期虔誠地拜讀一番，給信仰充充值。html

忽然想起來，去年的 cppcon 也放出了不少演講視頻，我只略看了其中一小部分，當時 c++11 用的還比較少，不少東西都沒接觸，所以有些視頻沒細看，有的沒看懂，如今一年多過去了，不少東西有了不少新的體會，以爲卻是時候回顧一下去年這些人都講了些什麼東西，因而翻啊翻，重看了一些關於網絡，併發，類型，模板等相關的演講，收穫不少，這些演講的主題大部分並非教別人怎麼寫代碼或介紹新特性之類的，不少是工程實踐中的經驗總結，以及 show off 一下自家的編程思想，工具等好東西諸如此類。愈來愈以爲多關注一下業界的動態，瞭解一下別人在作什麼、怎麼作的，對開闊一我的的思路和眼界實在有莫大的幫助。linux

只是不少時候不少東西看過就丟開了，再找時東翻西翻，缺乏整理就以爲混亂，因此這篇筆記就隨手整理歸類一下近一年多看了些什麼 c++ 相關的東西，記錄記錄，也方便須要時去查找回顧，僅此而已。c++

內存模型相關的知識

該主題的內容比較難理解也難以使用，特別是當你想寫 lock free code 時。最好的教程我以爲來自於委員會裏這方面權威人士的手筆，好比: Herb Sutter, Hans Boehm, 推薦兩個視頻，都在 msdn chanel9 上：git

Atomic<> weapon, 1, 2, Herb Sutter.
Threads and Shared Variables in c++11, Hans Boehm.

看完前面兩個視頻，估計就能對 c++11 裏的 threading 和 atomic 相關的庫有大概的瞭解，不過與此同時估計讀者腦海裏也多了一堆對技術細節的疑問，尤爲是 ordering 相關的，此時能夠再去看看如下兩個長篇，其中一篇是講硬件實現上的細節，a primer on memory consistency and cache coherence，另外一篇則介紹了 linux 內核中 memory barrier 的相關知識與背景程序員

若是你實在很好學，追求極致細節想成爲 language lawyer 什麼的，這裏幾個連接，分別是 Hans 和 Herb 當初給 c++ 委員會做的原始提案，細看一下就能知道如今 c++11/14 裏相關內容的是怎麼來的：github

Boehm, Hans. A Memory Model for C++: Strawman Proposal
Boehm, Hans. An Atomic Operations Library for C++
Sutter, Herb. Prism: A Principle-Based Sequential Memory Model for Microsoft Native Code Platforms

上面的連接都來自權威人士，其中文章大多很是嚴謹於是可能不夠通俗易懂，國外有一位叫 Jeff Preshing 的遊戲開發者寫了一系列與 memory ordering 相關的博文，他的文章寫的很詳細，每一個概念都有長篇的介紹及相關的代碼，若是你看完 Herb 和 Hans 的那些文章後仍是有疑問，那麼能夠嘗試再結合一下 Jeff Preshing 的文章來加深一下理解，特別是其中關於 acquire-release, happen-before 及 synchronize-with 這幾篇。web

最後有一本書介紹給讀者，C++ Concurrency in Action，學以至用，做者也是這方面的先行者 Anthony Williams，他的文章博客在網上也傳播的很利害，好比 Peterson's algo，Deker's algo 在 c++11 中的實現等。sql

右值引用與類型推導

雖然 BS 諄諄教導不要成爲 language lawyer，不要摳太多語言細節，可是。。。不完全搞懂右值引用又怎麼可以理解 move 語義，又怎麼能用好新的 STL 呢，更不用說本身寫相關的代碼了，畢竟語言裏自己有許多 arcane 的細節，弄懂了其實仍是有助於少踩坑的，再說了，不能寫 library 的程序員也算不得好碼農。express

右值引用是必定要搞懂的，推薦兩篇介紹性的長文，其中一篇是 Scott Meyers 寫的 Universal References in C++11, 另外一篇則由 Thomas Becker 所寫 C++ Rvalue References Explained，仔細讀完這兩篇文章，應該就能完全搞懂 move, forward 及其背後那些稀奇古怪的東西。編程

由於右值引用的出現，c++11 裏對傳參有了一種新的寫法(idiom)，叫做 sink parameter，簡單來講就是必要狀況下儘量多地傳值而非傳引用，具體能夠看看這篇介紹, 由此也引起了許多對 value semantic 的討論，cpp-next 上有一篇文章值得一讀，want speed? pass by value(連接若是無法打開，能夠試試這個備份的鏡像), Sean Parent 有一個 talk: c++ seasoning 也講到了這方面的用法，cppcon2014 裏有也有一個專門的演講是談 value type 的，我的以爲比較有意思。

在學習右值引用的時候，若是你在乎細節，相信會遇到一些關於類型推導的疑問(好比 perfect forwarding 裏的模板參數類型推導)。關於類型的推導，好比 auto, decltype 的使用，這裏也有兩篇文檔值得一讀，很巧分別仍是 Scott Meyers 和 Thomas Becker 所寫，其中一篇是 Scott 在 cppcon2014 上做的演講,Type deduction and why you care，另外一篇則是 Thomas 寫的 C++ auto and decltype Explained，題外話，auto 和 decltype 是 c++11 裏我最喜歡的兩個新特性了，auto 自沒必要說，隨手 auto 一下強健的右手少敲多少鍵盤，decltype 也是實打實的 productivity booster，之前要寫各類 traits, result of 來人肉推導返回類型的痛苦歲月今後就一去不復返了。至於模板參數的類型推導，我的以爲也是值得仔細研究總結一下的，之後再補充.(TODO)

Threading/concurrency

語言級別的併發編程也許是 c++11 衆多的新特性中引入新概念最多的一塊了吧，習慣了從前遠古時代簡單粗暴的多線程編程模式，到如今滿眼 future, promise, async，恍惚會有錯覺彷彿已經不是在寫 c++，感受已經變了，味道也變了。確實是變了，變得更加簡單，也變得更加容易，因此最好儘早去嘗試和適應，熟悉了基本的語法和使用規則以後，強烈推薦 Sean Parent 的這個演講，better code: concurrency, 這裏面 Sean Parent 講了一些併發編程的基本的準則，best practise 之類的，而且本身重造了一遍 future, promise, packaged_task 等輪子，從而實現了一個簡單版的 async continuation (主要是 then())，Sean 的演講和他的程序同樣一慣地簡練實際，我我的很是地喜歡，也推薦讀者去看看他的 better code 這一系列的演講，乾貨不少。

說到 concurrency，Herb Sutter 也寫了一系列 effective concurrency 的文章，固然一慣地 Herb 的風格了，以說教的形式指出 best practice，若是嫌文章太多太長(我也沒看完)，能夠看看他的這個濃縮版的演講，該演講把 future, promise, async, then 等方方面面都講到了。我的小小的體會，async 加上 lambda，你會發現 c++ 裏寫 non-blocking code 突然變得這樣直接和容易，簡直不敢想像。

另外就是關於 coroutine，微軟的人在 cppcon2014 上展現了一個在 vc 中實現的 await2，貌似和 c# 中的 await 有些關聯？？從他們的演講來看，await2 能夠 stackless，所以 highly scalable, 細節是怎樣的，十分值得細究，基於 await 的編程看起來又徹底不一樣的感受了，不少其它高級語言裏特性逐漸地出如今了 c++ 裏面。

lambda、模板、函數式

lambda 並非一個新的東西，就算在 c++11 中，它的出現也這樣地瓜熟蒂落，甚至能夠認爲不過就是 functor 的語法糖，可是它的誕生在不少狀況下卻讓寫代碼變得這樣的簡單直接，以至若是你深刻體驗以後，已經徹底無法再脫離它，前面 Sean Parent 關於 concurrency 的演講裏面就有不少這方面的例子，另外一個活生生的例子能夠參看一下 Andrei Alexandrescu 的這個演講: systematic error handling in c++，看看 lambda 是怎樣使得 scope guard 在 c++11 裏的實現變得這樣簡潔與實用。說到 scope guard，如能靈活地使用起來，這東西的確在不少時候可使得程序的控制流更直接更可讀，看看 Andrei 在 cppcon 上的這個演講。

對於模板，變長參數的加入極大地簡化了模板元編程，之前不少須要使用許多死板的宏技巧才能實現的功能，如今已經能夠很輕鬆地用 variadic template 來實現了, 這裏有一個入門的教程，Andrei Alexandrescu 也在這方面有一個演講(這個題目怎麼少得了他)：Variadic Templates are Funadic，Andrei 的演講不管是內容仍是風格一如既往讓人傾倒，鼓勵你們前去圍觀。除了變長參數，c++11 中也加入了一系列其它的模板基礎設施，好比更加豐富的 type traits, SFINAE 等，c++ 委員會裏一位資格極老的成員 Walter Brown 在 cppcon2014 上做了一個這方面的演講，不過這裏面主要側重在 SFINAE 了。

說到模板，回想起一年前使用 boost spirit 和 boost proto 所經受的完全洗禮與摧殘，如今仍覺受益不淺，我以爲喜歡搞模板的人不嘗試一下 expression template, 不玩一下 proto 那他的人生是不完整的，cpp-next 有 proto 的做者 Eric Niebler 寫的一系列文章:Expressive C++(若是打不開，嘗試這個備份的鏡像，十分值得一讀，若是讀了一兩遍沒搞懂，不要緊，多看幾遍，你可能會發現仍是沒徹底搞懂也不奇怪, 看過這一系列文章，若是你還有興趣，cppcon2014 上還有一個更好玩的，HANA: EXPRESSIVE METAPROGRAMMING，enjoy.

最近在 cppcon2014 上發現了一個挺有意思的項目，也是和模板相關的，sqlpp11，這個項目利用 expression template 在 c++11 基礎上實現了一個 sql library，創意程度直逼 boost spirit，關鍵是，它至關地實用，所以實在值得學習借鑑。

最後是關於 functional，是的，functional programming，一聽就高大上，buzzword 火熱如同當紅炸子雞，functional programming via c++ 也許有點牽強，functional programming via c++11，看起來卻有所不同了，practical functional programming，看看別人都在想什麼都在玩什麼。。。其實話說回來，這些都不新鮮，boost 庫中相關的庫 fusion 和 phoenix，已經存在很長一段時間了，只是你關注到了沒有而已。