การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน
วิเคราะห์การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีนและอายุการใช้งานของเฟรม
การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน เป็นบทเรียน C++ Academy ฟรีบน CoddyKit นี่คือบทเรียนที่ 4 จากทั้งหมด 4 บทเรียน คุณสามารถอ่านบทเรียนทั้งหมดด้านล่างฟรี — จากนั้นลองปฏิบัติด้วยตัวคุณเองในเบราว์เซอร์พร้อมตัวแก้ไขโค้ดในตัวและติวเตอร์ AI ตลอด 24/7 บทเรียนนี้เป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางการเรียน C++ Academy และความก้าวหน้าของคุณจะซิงค์ข้ามเว็บและแอป CoddyKit คอร์ส C++ Academy มีบทเรียนทั้งหมด 4 บทเรียน
สถานะอยู่ที่ใด
ตัวแปรเฉพาะที่ในโครูทีนยังคงอยู่ข้ามช่วงการหยุดชั่วคราวได้ ตัวแปรเหล่านี้ไม่สามารถอยู่บนสแตกได้ เพราะฟังก์ชันจะคืนค่าระหว่างช่วงการหยุดชั่วคราว แต่จะอยู่ใน เฟรมโครูทีน ที่จัดสรรบนฮีปแทน
เฟรมประกอบด้วยอะไรบ้าง
เฟรมเก็บสิ่งต่อไปนี้ไว้:
- พารามิเตอร์ของโครูทีน
- ออบเจ็กต์คำสัญญา
- ตัวแปรเฉพาะที่ที่ยังคงอยู่ข้ามช่วงการหยุดชั่วคราว
- พอยน์เตอร์ฟังก์ชันสำหรับทำงานต่อและทำลาย
ต้นทุนการจัดสรรบนฮีป
การเรียกโครูทีนแต่ละครั้งจะจัดสรรเฟรมหนึ่งเฟรม การจัดสรรไม่ได้ไม่มีต้นทุน ซึ่งมีความสำคัญสำหรับโครูทีนที่ถูกเรียกใช้บ่อย คอมไพเลอร์ที่ปรับให้เหมาะสมอาจตัดการจัดสรรออกได้เมื่อสามารถจำกัดอายุการใช้งานได้ ซึ่งเรียกว่า HALO (การปรับให้เหมาะสมด้วยการตัดการจัดสรรฮีปออก)
เมื่อ HALO เริ่มทำงาน
คอมไพเลอร์อาจหลีกเลี่ยงการจัดสรรบนฮีปได้เมื่อ:
- พิสูจน์ได้ว่าอายุการใช้งานของโครูทีนอยู่ภายในขอบเขตที่กำหนด
- การแทรกโค้ดสามารถพิสูจน์ได้ว่าเฟรมมีขนาดพอดีกับสแตก
- ขนาดเฟรมกำหนดแน่นอนได้ตั้งแต่เวลาคอมไพล์
ตัวจัดสรรแบบกำหนดเอง
คุณสามารถจัดหาตัวจัดสรรแบบกำหนดเองให้กับเฟรมโครูทีนได้ โดยโอเวอร์โหลด operator new ภายในชนิดของออบเจ็กต์คำสัญญา
struct promise_type {
void* operator new(size_t size) {
return std::malloc(size);
}
void operator delete(void* ptr) {
std::free(ptr);
}
};พูลเฟรม
สำหรับระบบอะซิงโครนัสที่ต้องรองรับปริมาณงานสูง ให้จัดสรรเฟรมจากพูลเพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายของตัวจัดสรรทั่วไป แต่ละเธรดหรือชนิดงานสามารถมีพูลของตัวเองได้
ขนาดเฟรม
ขนาดเฟรมขึ้นอยู่กับชุดตัวแปรที่ใหญ่ที่สุดซึ่งอาจยังมีชีวิตอยู่ข้ามจุดหยุดชั่วคราวใด ๆ การเพิ่มตัวแปรเฉพาะที่จะทำให้ขนาดเฟรมเพิ่มขึ้น
การลดขนาดเฟรม
คำแนะนำ:
- จำกัดขอบเขตของตัวแปรให้แคบที่สุด
- หลีกเลี่ยงอาร์เรย์เฉพาะที่ขนาดใหญ่ ให้ใช้ฮีปโดยตรง
- ย้ายค่าชั่วคราวไปไว้ในตัวช่วยที่ไม่ใช่โครูทีนแยกต่างหาก
การตรวจสอบเฟรม
คอมไพเลอร์สามารถแสดงขนาดเฟรมได้ สำหรับ clang ให้ใช้ -fcoro-aligned-allocation และตรวจสอบผ่านตัวเลือกการวินิจฉัย การถอดแอสเซมบลีจะแสดงโครงร่างของเฟรม
อายุการใช้งานและการล้างข้อมูล
เฟรมโครูทีนจะถูกทำลายเมื่อ final_suspend ทำงานเสร็จ หรือเร็วกว่านั้นหากมีการทำลายอย่างชัดเจน สมาชิกแบบ RAII จะถูกทำลายอย่างถูกต้อง
ความปลอดภัยของหน่วยความจำ
แฮนเดิลโครูทีนเป็นพอยน์เตอร์ดิบ การเก็บแฮนเดิลไว้หลังจากโครูทีนถูกทำลายแล้วจะทำให้เกิดพฤติกรรมไม่กำหนด ชนิดข้อมูลของไลบรารีจะห่อหุ้มแฮนเดิลด้วย RAII เพื่อป้องกันปัญหานี้
เมื่อใดจึงควรกังวล
แอปพลิเคชันส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องใส่ใจกับการจัดสรรเฟรม กังวลก็ต่อเมื่อคุณมีโครูทีนนับล้านตัวหรือมีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพอย่างยิ่ง ควรทำโปรไฟล์ก่อน
ตรวจสอบความเข้าใจ
เหตุใดเฟรมโครูทีนจึงมักอยู่บนฮีป
สรุป
โครูทีนจะจัดสรรเฟรมบนฮีปเพื่อเก็บสถานะไว้ข้ามช่วงการหยุดชั่วคราว คอมไพเลอร์สามารถตัดการจัดสรรออกได้ (HALO) เมื่อทำได้ ตัวจัดสรรแบบกำหนดเองและพูลเฟรมช่วยระบบที่ต้องรองรับปริมาณงานสูง แต่โค้ดส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องนี้
คำถามที่พบบ่อย
บทเรียน “การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน” ฟรีหรือไม่
ใช่ — ข้อความเต็มของ “การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน” ฟรีให้อ่านที่นี่บนเว็บ เพื่อปฏิบัติแบบโต้ตอบ (ตัวแก้ไขโค้ดในตัวและติวเตอร์ AI ตลอด 24/7) และปลดล็อคส่วนที่เหลือของคอร์ส C++ Academy ให้อัปเกรดเป็น CoddyKit PRO คอร์ส C++ Academy มีบทเรียนทั้งหมด 4 บทเรียน
คุณจะเรียนรู้อะไรในบทเรียน “การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน”
วิเคราะห์การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีนและอายุการใช้งานของเฟรม คุณปฏิบัติ C++ Academy ด้วยโค้ดที่ใช้งานได้จริงที่คุณเรียกใช้โดยตรงในเบราว์เซอร์ และติวเตอร์ AI ตลอด 24/7 ตอบคำถามของคุณขณะที่คุณไปผ่านบทเรียน
คุณต้องมีประสบการณ์ก่อนที่จะเริ่มเรียน C++ Academy หรือไม่
ไม่จำเป็นต้องมีประสบการณ์มาก่อน C++ Academy บน CoddyKit ออกแบบมาสำหรับผู้เริ่มต้นไปจนถึงผู้เรียนขั้นสูง คุณสามารถเริ่มต้นที่นี่หรือเริ่มจากตัวแรกและเรียนด้วยความเร็วของคุณเอง นี่คือบทเรียนที่ 4 จากทั้งหมด 4 บทเรียน
บทเรียน “การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน” ใช้เวลานานแค่ไหน
บทเรียน CoddyKit ส่วนใหญ่ใช้เวลาประมาณ 5–10 นาที แต่ละบทเรียนจึงสั้นและเป็นแบบโต้ตอบ คุณสามารถก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องและกลับมาเรียนต่อจากตรงที่เพิ่งหยุดบนเว็บและแอปได้เลย
ฉันเขียนและรันโค้ดในบทเรียน C++ Academy นี้ได้ไหม
ได้ บทเรียน C++ Academy ทุกบทมีตัวแก้ไขโค้ดในตัว คุณจึงเขียนและรันโค้ดจริงได้เลยในเบราว์เซอร์ และได้รับข้อเสนอแนะจาก AI ในทันที — ไม่ต้องติดตั้งในเครื่องของคุณ
บทเรียนทั้งหมดในหลักสูตรนี้
- แนวคิดคอร์ูทีน co_await co_yield co_return
- การสร้างเจเนอเรเตอร์อย่างง่าย
- งานอะซิงโครนัสและชนิด Awaiter
- การจัดสรรเฟรมคอร์ูทีน