C++应用程序性能优化

第1篇 应用程序性能优化概述

第1章 应用程序性能优化概述 2

1.1 应用程序性能的定义 2

1.2 性能基准 3

1.2.1 基准负载 3

1.2.2 基准用例 4

1.2.3 性能基准的运行 5

1.2.4 性能基准结果 6

1.3 性能分析方法概述 7

1.4 性能优化方法概述 9

1.5 本章小结 10

第2篇 C++程序优化基础

第2章 C++对象模型 12

2.1 基本概念 12

2.1.1 程序使用内存区 12

2.1.2 全局/静态存储区及常量数据区 15

2.1.3 堆和栈 16

2.1.4 C++中的对象 18

2.2 对象的生命周期 18

2.3 C++对象的内存布局 23

2.3.1 简单对象 23

2.3.2 单继承 26

2.3.3 多继承 29

2.4 构造与析构 38

2.5 本章小结 40

第3章 C++语言特性中的性能分析 41

3.1 构造函数与析构函数 42

3.2 继承与虚拟函数 53

3.3 临时对象 61

3.4 内联函数 75

3.5 本章小结 83

第4章 常用数据结构的性能分析 84

4.1 常用数据结构性能分析 84

4.1.1 遍历 89

4.1.2 插入 91

4.1.3 删除 94

4.1.4 排序 96

4.1.5 查找 100

4.2 动态数组的实现及分析 102

4.2.1 动态数组简介 102

4.2.2 动态数组实践及分析 104

4.3 本章小结 110

第3篇 内存使用优化

第5章 操作系统的内存管理 112

5.1 Windows内存管理 112

5.1.1 使用虚拟内存 113

5.1.2 访问虚拟内存时的处理流程 115

5.1.3 虚拟地址到物理地址的映射 117

5.1.4 虚拟内存空间使用状态记录 120

5.1.5 进程工作集 121

5.1.6 Win32内存相关API 123

5.2 Linux内存管理机制 132

5.2.1 进程的内存布局 133

5.2.2 物理内存管理 135

5.2.3 虚拟内存管理 136

5.2.4 虚拟地址映射为物理地址 137

5.3 本章小结 138

第6章 动态内存管理 139

6.1 operator new/delete 139

6.2 自定义全局operator new/delete 144

6.3 自定义类operator new/delete 148

6.4 避免内存泄漏 151

6.5 智能指针 156

6.6 本章小结 166

第7章 内存池 167

7.1 自定义内存池性能优化的原理 167

7.1.1 默认内存管理函数的不足 167

7.1.2 内存池的定义和分类 168

7.1.3 内存池工作原理示例 168

7.2 一个内存池的实现实例 170

7.2.1 内部构造 170

7.2.2 总体机制 171

7.2.3 细节剖析 174

7.2.4 使用方法 183

7.2.5 性能比较 184

7.3 本章小结 184

第4篇 应用程序启动性能优化

第8章 动态链接与动态库 186

8.1 链接技术的发展 186

8.1.1 编译、链接和加载 187

8.1.2 静态链接与静态链接库 189

8.1.3 动态链接与动态库 195

8.2 Windows DLL，Dynamic Linked Library 196

8.2.1 DLL基础 196

8.2.2 DLL如何工作 200

8.2.3 关于DLL的杂项 208

8.3 Linux DSO 209

8.3.1 DSO与ELF 209

8.3.2 DSO如何工作 217

8.3.3 构建与使用DSO 223

8.4 本章小结 233

第9章 程序启动过程 234

9.1 Win32程序启动过程 234

9.2 Linux程序启动过程 238

9.3 影响程序启动性能的因素 239

9.3.1 源代码因素 240

9.3.2 动态链接库因素 241

9.3.3 配置文件/资源文件因素 247

9.3.4 其他因素 248

9.4 本章小结 250

第10章 程序启动性能优化 251

10.1 优化程序启动性能的步骤 251

10.2 测试程序启动性能的方法 252

10.3 优化可执行文件和库文件 255

10.3.1 减少动态链接库的数量 255

10.3.2 减小动态链接库尺寸 257

10.3.3 优化可执行文件和库文件中的代码布局 257

10.4 优化源代码 259

10.4.1 优化启动时读取的配置文件及帮助文件 259

10.4.2 预读频繁访问的文件 260

10.4.3 清除产生exception的代码 261

10.4.4 PreLoad 262

10.4.5 延迟初始化 262

10.4.6 多线程化启动 263

10.5 本章小结 264

第5篇 性能工具

第11章 内存分析工具IBM Rational Purify 266

11.1 Rational Purify工作原理 266

11.2 使用Rational Purify来发现内存泄漏 269

11.2.1 内存泄漏及其对应用程序性能的影响 269

11.2.2 用PerfMon来发现Windows系统中有严重后果的内存泄漏 270

11.2.3 用Rational Purify来定位内存泄漏 273

11.2.4 典型的内存泄漏错误 274

11.3 Rational Purify使用指南 277

11.4 Rational Purify实例分析 283

11.5 本章小结 287

第12章 性能分析工具

IBM Rational Quantify 288

12.1 Rational Quantify工作原理 289

12.2 Rational Quantify使用指南 290

12.3 Rational Quantify实例分析 293

12.4 本章小结 297

第13章 实时IO监测工具FileMon 298

13.1 FileMon的工作原理 298

13.2 FileMon使用指南 301

13.3 使用FileMon解决问题 303

13.4 本章小结 306

参考文献 307

《C++应用程序性能优化（第2版）》主要针对的是C++程序的性能优化，深入介绍C++程序性能优化的方法和实例。全书由5篇组成，第1，2篇介绍C++语言的对象模型，该篇是优化C++程序的基础；第3篇主要针对如何优化C++程序的内存使用；第4篇介绍如何优化程序的启动性能；第5篇介绍了三类性能优化工具，即内存分析工具、性能分析工具和I/O检测工具，它们是测量程序性能的利器。
　　《C++应用程序性能优化（第2版）》适用于有一定C++程序开发经验的开发人员，也可以作为高校相关专业师生的参考书。

“工欲善其事必先利其器”，《C++应用程序性能优化（第2版）》针对C++程序性能优化问题，深入剖析程序的内在本质（编程设计因素）和外在形式（系统结构因素），展示应用程序优化的方法和实例。
　　第1篇 性能优化全局性介绍。概述性能优化工作的基本概念、流程和方法论。
　　第2篇 C++程序优化基础。介绍C++语言的对象模型、与性能有关的语言特性及数据结构的性能。
　　第3篇 C++程序内存使用的优化。介绍如何在特定平台下进行内存优化，并深入介绍C++语言管理动态内存的机制和方法，以及内存池的实现。
　　第4篇 程序启动性能优化。介绍动态库的基本知识，以及程序启动性能优化的具体方法。介绍几类性能测量和分析的利器。如内存分析工具、性能分
　　第5篇 介绍几类性能测量和分析的利器。如内存分析工具、性能分析工具、I／检测工具等。
　　系统介绍性能优化的工作流程，方法论，C++性能特性，分析工具等，并配合大量最佳实践及代码实例。