


Wie implementiert man effizient einen 64-Bit-Atomz?hler mit nur 32-Bit-Atomz?hlern?
Dec 17, 2024 am 08:38 AMImplementieren eines 64-Bit-Atomz?hlers mit 32-Bit-Atomics
In eingebetteten Systemen wird ein 64-Bit-Atomz?hler mit nur 32 erstellt -Bit-Atomwerte sind h?ufig erforderlich. Ein g?ngiger Ansatz besteht darin, einen Generationsz?hler zu nutzen, wobei das niedrigstwertige Bit als Lesesperre dient. Es stellt sich jedoch die Frage, ob es andere m?gliche Methoden gibt und ob die vorgeschlagene Implementierung optimal ist.
Alternative Ans?tze
Die empfohlene Implementierung ist ein praktikabler Ansatz, aber es gibt sie Zu berücksichtigende alternative Methoden:
- SeqLock-Muster: Diese Technik verwendet eine monoton steigende Zahl Generationsz?hlung mit abwechselnd ungeraden und geraden Werten. Die Leseger?te drehen sich, bis die Generationszahl stabil ist und das Lesesperrbit (niederwertigstes Bit) nicht gesetzt ist. Diese Methode bietet eine verbesserte Leistung in Szenarien mit mehreren Lesern, aber nur einem einzigen Autor.
- Direkte 64-Bit-Atomar-Operationen: Auch wenn dies weniger verbreitet ist, unterstützen einige Systeme m?glicherweise 64-Bit-Atomar-Operationen nativ. In solchen F?llen kann die direkte Verwendung atomarer Operationen für beide H?lften des 64-Bit-Z?hlers die Notwendigkeit von Sperren oder Sequenzz?hlern überflüssig machen.
Designüberlegungen
Bezüglich der bereitgestellten Implementierung gibt es einige Bereiche, die optimiert werden k?nnen:
- Atomic Read-Modify-Write (RMW) für die Generationsanzahl: Anstatt atomare RMW-Operationen für die Generationsanzahl zu verwenden, ist es m?glich, reine Lade- und Speichervorg?nge mit Release-Reihenfolge zu verwenden. Diese ?nderung reduziert den mit RMW-Vorg?ngen verbundenen Overhead.
- Atomeres Inkrement für Nutzlast: Es ist nicht erforderlich, atomares RMW für die Erh?hung der Nutzlast zu verwenden; reine Ladungen, Inkremente und Speicherungen genügen. Diese ?nderung reduziert den Aufwand für die Wartung des Z?hlers weiter.
Zus?tzliche überlegungen
- Anweisungen zum ARM-Ladepaar: Einige ARM-Architekturen unterstützen effiziente Ladepaaranweisungen (z. B. ldrd oder ldp), die gleichzeitig beide 32-Bit-H?lften von a laden k?nnen 64-Bit-Wert. Die Nutzung dieser Anweisungen kann die Leistung verbessern.
- Compiler-Optimierungen: Compiler generieren m?glicherweise nicht immer optimalen Code für atomare Operationen auf gro?en Strukturen wie uint64_t. Die Vermeidung des atomaren Zugriffs auf solche Strukturen und die Verwendung flüchtiger Schlüsselwort- und Speicherbarrieren kann zu effizienterem Code führen.
Fazit
Die vorgeschlagene Technik zum Erstellen eines 64-Bit-Atomz?hlers unter Verwendung von 32-Bit-Atomz?hlern ist insbesondere in Szenarien mit einem einzelnen Schreiber und mehreren Lesern geeignet. In bestimmten Situationen k?nnen jedoch andere Optionen wie das SeqLock-Muster oder direkte atomare 64-Bit-Operationen besser geeignet sein. Durch die Berücksichtigung der skizzierten Designüberlegungen und die Erkundung zus?tzlicher Optimierungen k?nnen Programmierer die Effizienz ihrer Implementierungen weiter verbessern.
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Der Polymorphismus in C wird durch virtuelle Funktionen und abstrakte Klassen implementiert, wodurch die Wiederverwendbarkeit und Flexibilit?t des Codes verbessert wird. 1) Virtuelle Funktionen erm?glichen es abgeleiteten Klassen, die Basisklassenmethoden zu überschreiben, 2) abstrakte Klassen definieren Schnittstellen und erzwingen abgeleitete Klassen, um bestimmte Methoden zu implementieren. Dieser Mechanismus macht den Code flexibler und skalierbarer, aber die m?gliche Erh?hung der Laufzeitaufwand und des Codekomplexit?t sollte aufmerksam gemacht werden.

Ja, die überlastung von Funktionen ist eine polymorphe Form in C, speziell kompiliert-Time-Polymorphismus. 1. Funktionsüberladung erm?glicht mehrere Funktionen mit demselben Namen, aber unterschiedlichen Parameterlisten. 2. Der Compiler entscheidet, welche Funktion zur Kompilierung der entsprechenden Parameter zu Kompilierzeit aufgerufen werden soll. 3. Im Gegensatz zum Laufzeitpolymorphismus hat Funktion überladung zur Laufzeit keinen zus?tzlichen Overhead und ist einfach zu implementieren, aber weniger flexibel.

Der Destruktor in C wird verwendet, um die vom Objekt besetzten Ressourcen zu befreien. 1) Sie werden am Ende des Lebenszyklus des Objekts automatisch aufgerufen, z. B. das Verlassen des Umfangs oder die Verwendung von L?schen. 2) Ressourcenmanagement, Ausnahmesicherheit und Leistungsoptimierung sollten w?hrend des Designs berücksichtigt werden. 3) Vermeiden Sie es, Ausnahmen in den Destruktor zu werfen und verwenden Sie den Raii -Modus, um die Ressourcenfreigabe sicherzustellen. 4) Definieren Sie einen virtuellen Zerst?rer in der Basisklasse, um sicherzustellen, dass die abgeleiteten Klassenobjekte ordnungsgem?? zerst?rt werden. 5) Die Leistungsoptimierung kann durch Objektpools oder intelligente Zeiger erreicht werden. 6) Halten Sie den Destruktor -Thread sicher und pr?gnant und konzentrieren Sie sich auf die Ressourcenfreigabe.

Durch die Implementierung des Polymorphismus in C kann in den folgenden Schritten erreicht werden: 1) Verwenden Sie Vererbungs- und virtuelle Funktionen, 2) eine Basisklasse definieren, die virtuelle Funktionen enth?lt, 3) diese virtuellen Funktionen nach abgeleiteten Klassen neu schreiben und diese Funktionen unter Verwendung von Basisklassenzichtern oder Referenzen aufrufen. Durch Polymorphismus k?nnen verschiedene Arten von Objekten als Objekte desselben Basistyps behandelt werden, wodurch die Flexibilit?t und Wartbarkeit der Code verbessert wird.

C hat zwei polymorphe Haupttypen: Kompilierungszeitpolymorphismus und Laufzeitpolymorphismus. 1. Die Kompilierungszeitpolymorphismus wird durch Funktion überladung und Vorlagen implementiert, was eine hohe Effizienz bietet, kann jedoch zu Code-Bl?hungen führen. 2. Die Laufzeitpolymorphismus wird durch virtuelle Funktionen und Vererbung implementiert, die Flexibilit?t, aber Leistungsaufwand bietet.

C DestructorscanleadtoseveralcommonErrors.Toavoidthem: 1) PREVORDDoUbledelTionBysettingPointerstonullPtrorusingsMartPointers.2) Handlexzepionsindrute -byCatchingandLoggingThem.3) UseVirirtualDestructorsinbaseClaStroperPoperPolymorpicdestruction.4

Ja, Polymorphismen in C sind sehr nützlich. 1) Es bietet Flexibilit?t, um eine einfache Erg?nzung neuer Typen zu erm?glichen. 2) f?rdert die Wiederverwendung von Code und reduziert die Duplikation; 3) vereinfacht die Wartung und erleichtert den Code, sich zu erweitern und sich an ?nderungen anzupassen. Trotz der Herausforderungen des Leistungs- und Ged?chtnismanagements sind die Vorteile in komplexen Systemen besonders von Bedeutung.

Polymorphismen in C werden in Laufzeitpolymorphismen und Kompilierungs-Zeit-Polymorphismen unterteilt. 1. Die Laufzeit -Polymorphismus wird durch virtuelle Funktionen implementiert, sodass die richtige Methode zur Laufzeit dynamisch aufgerufen werden kann. 2. Die Kompilierungszeitpolymorphismus wird durch Funktionsüberlastung und Vorlagen implementiert, wodurch eine h?here Leistung und Flexibilit?t erzielt wird.
