1. 内存布局优化
- 使用线程本地存储（TLS）：
- 原理：对于一些线程间独立访问的全局配置变量，可以将其声明为线程本地存储。这样每个线程都有自己独立的变量副本，减少了多线程访问时的竞争，提高性能。例如，在C++11中，可以使用
thread_local关键字声明变量。
- 示例：
thread_local int myThreadLocalConfig;
- 数据对齐：
- 原理：确保全局配置变量在内存中的对齐方式符合硬件要求。现代CPU在访问内存时，对特定对齐的数据访问效率更高。例如，对于64位系统，8字节对齐的数据访问速度可能更快。
- 实现：在定义结构体或类来组织全局变量时，可以使用
#pragma pack等指令指定对齐方式。例如，#pragma pack(8)表示设置对齐为8字节。
2. 编译选项调整
- 优化级别：
- 原理：提高编译优化级别，编译器会对代码进行更多的优化，如循环展开、死代码消除等，从而提高全局变量访问性能。
- 实现：在GCC编译器中，可以使用
-O2或-O3选项。例如，g++ -O3 -o myprogram mysource.cpp。
- 链接时优化（LTO）：
- 原理：链接时优化允许编译器在链接阶段对整个程序进行优化，包括跨模块优化。这有助于减少全局变量访问的开销，因为编译器可以更好地分析和优化不同模块间的引用。
- 实现：在GCC中，使用
-flto选项开启链接时优化，例如g++ -flto -o myprogram mysource1.cpp mysource2.cpp。
3. 数据结构设计
- 使用缓存友好的数据结构：
- 原理：选择合适的数据结构可以提高缓存命中率，从而加快全局变量的访问速度。例如，相比于链表，数组在连续内存访问时具有更好的缓存性能。
- 示例：如果全局配置变量是一组相关的数据，可以使用数组或结构体数组来存储。
- 引入缓存机制：
- 原理：在频繁访问全局配置变量的模块中，引入局部缓存。当全局变量的值变化时，及时更新缓存。这样可以减少对全局变量的直接访问次数，提高性能。
- 实现：可以设计一个简单的缓存类，例如：
class GlobalConfigCache {
private:
int cachedValue;
bool isDirty;
public:
GlobalConfigCache() : cachedValue(0), isDirty(true) {}
int getValue() {
if (isDirty) {
cachedValue = getGlobalConfigValue(); // 实际获取全局变量值的函数
isDirty = false;
}
return cachedValue;
}
void update() {
isDirty = true;
}
};
4. 不影响原有功能和兼容性的实现方式
- 逐步替换：
- 策略：在引入优化方案时，采用逐步替换的方式。例如，先在部分非关键模块中测试线程本地存储的优化，确保功能正常后，再逐步推广到其他模块。
- 兼容性测试：
- 策略：在每次优化后，进行全面的兼容性测试，包括不同操作系统、编译器版本等。可以使用自动化测试框架，如Google Test，对关键功能进行单元测试，确保优化不会破坏原有功能。
- 版本控制：
- 策略：使用版本控制系统（如Git），在进行优化前创建分支。如果优化过程中出现问题，可以快速回滚到之前的版本。同时，详细记录优化的过程和修改点，方便后续的维护和审查。
