c++ - alignof 和 alignas C++ 关键字的实际用例

Question

我刚刚了解了 alignof 和 alignas C++ 关键字，但我想不出任何开发人员想要使用这些关键字的实际案例。

有人知道这些关键字的任何实际用例吗？

Answer 1

alignas 说明符的一个常见用例是您希望通过队列(例如，事件或任务队列)在不同线程之间传递多个对象同时避免 false sharing 的场景。 .当多个线程实际访问不同的对象时，它们会竞争相同的缓存行，从而导致错误共享。由于性能下降，这通常是不可取的。

例如——假设缓存行大小为 64 字节——给定以下 Event 类:

struct Event {
   int event_type_;
};

Event 的对齐方式将对应其数据成员event_type_ 的对齐方式。假设 int 的对齐是 4 个字节(即 alignof(int) 计算结果为 4)，那么最多 16 个 Event 对象可以放入单个缓存行。所以，如果你有这样的队列:

std::queue<Event> eventQueue;

如果一个线程将事件推送到队列的后面，而另一个线程从前面拉事件，我们可能会让两个线程竞争同一个缓存行。但是，通过在 Event 上正确使用 alignas 说明符:

struct alignas(64) Event {
   int event_type_;
};

这样，Event 对象将始终在缓存行边界上对齐，以便缓存行最多包含一个 Event 对象。因此，两个或多个线程在访问不同的 Event 对象时永远不会竞争同一个缓存行(如果多个线程正在访问同一个 Event 对象，它们显然会竞争相同的缓存行)。