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C++ 高性能指南

Stars CI License

文档站 | 讨论

通过可运行示例、基准测试和 VitePress 文档站,学习可验证的现代 C++20 性能工程。

这个仓库解决什么问题

关注那些"很容易被谈论、但不容易被验证"的 C++ 性能主题:

  • 现代 CMake 与 preset 驱动的构建流程
  • 内存与缓存布局取舍
  • 现代 C++ 的性能实践(含并行 STL 执行策略)
  • SIMD 与向量化(SSE2/AVX2/AVX-512/NEON)
  • 并发与无锁基础、线程亲和与 NUMA
  • 分布式内存与 MPI(可选模块)
  • 文件 I/O 性能(read/pread/mmap 与写缓冲)
  • 基于 benchmark 与 profiling 的性能分析

每个主题都尽量做到 可阅读、可构建、可测量

你可以从哪里开始

区域 内容
examples/01-cmake-modern/ 现代 CMake 结构与反模式
examples/02-memory-cache/ AOS vs SOA、伪共享、对齐、预取
examples/03-modern-cpp/ constexpr、移动语义、reserve、ranges
examples/04-simd-vectorization/ 自动向量化、intrinsics、SIMD 封装
examples/05-concurrency/ 原子操作、无锁队列、OpenMP、线程亲和、NUMA
examples/06-distributed-mpi/ MPI 点对点、集合通信、域分解(可选:-DHPC_ENABLE_MPI=ON
examples/07-io-performance/ read/pread/mmap 读路径对照、写缓冲开销(Linux)
docs/ VitePress 文档站,覆盖深度专题 / 实战指南 / API 参考

快速开始

git clone https://github.com/LessUp/cpp-high-performance-guide.git
cd cpp-high-performance-guide

cmake --preset=release
cmake --build build/release

运行一个 benchmark:

./build/release/examples/02-memory-cache/aos_vs_soa_bench

常用验证命令

cmake --preset=debug && cmake --build build/debug && ctest --preset=debug
cmake --preset=release && cmake --build build/release && ctest --preset=release

cmake --preset=asan && cmake --build build/asan && ctest --preset=asan
cmake --preset=tsan && cmake --build build/tsan && ctest --preset=tsan
cmake --preset=ubsan && cmake --build build/ubsan && ctest --preset=ubsan

文档入口

技术栈

  • 语言: C++20
  • 构建: CMake 3.20+、Ninja
  • 测试: Google Test、RapidCheck
  • 基准测试: Google Benchmark(MPI 通信基准为手动计时,避免集合通信死锁)
  • 可选依赖: MPI(06 模块)、Intel TBB(并行 STL par 策略)、libnuma(NUMA 示例)
  • 文档: VitePress + GitHub Pages
  • 性能分析: perf、FlameGraph、Valgrind、VTune

贡献

贡献流程与 hooks 配置见 CONTRIBUTING.md