假设有 3 个模块(可能更多),为了提高效率,每个模块一个线程,并绑定到特定 CPU 核心。
当初想法是,模块 1 、模块 2 、模块 3 ,分别在不同线程,则通过也给消息中间件如 zeromq 通信,数据也完全通过消息中间件传输。
现在有一个想法,在模块 1 、模块 2 、模块 3 中,线程启动前,分配好内存空间,消息中间件给各模块传输一个内存指针和数据长度。
其中由于模块 1 、模块 2 、模块 3 ,读写并不是同一块内存,所以也不需要加锁等。因为各模块的性能要求很高,在线程中在堆上分配内存都被认为是耗时操作。
不知道这种传递内存地址的方式,是不是合适的?有没有更加高效的架构设计呢?
1
securityCoding 236 天前 via Android 1
不了解你的业务场景,通用后台业务来说这不就是 Kafka 三个 comsumer 么
|
2
Inn0Vat10n 236 天前 1
数据源是啥样的呢,如果数据源本身是可拆的,输入数据拆成 n 份,分发到 k 个线程里,每个线程内部模块 1,2,3 串行在同一片内存上操作应该效率会更高
|
3
wisefree OP @securityCoding 嗯,流程上可以,只是为了追求极致的效率,所以在想通过指针操作
|
4
wisefree OP @Inn0Vat10n 数据源不能拆分,它是按时间先后外部传输过来的,模块一先接收
|
5
Zhuzhuchenyan 236 天前 1
这个思路整体没有问题,给我的感觉就是一个环形的 buffer 设计,不过我想到一个场景。
假设模块 1 已经完成了 10 份工作并通知模块 2 ,此时不知为何模块 2 还在处理第 1 份工作,此时模块 1 需要一种方式知道第 1 份内存还在被使用从而避免造成多线程竞争问题。 如果有一个高性能的跨线程内存池的话,可以简化这个问题,前提是可以容忍内存池带来的开销。 模块 1 借了以后,处理完把内存的所有权给模块 2 ,模块 2 读了以后把所有权还给内存池,以此类推。 |
6
cI137 236 天前 via iPhone 1
actor 模型可以吗,云风的 skynet 框架,或者 go 的管道
|
7
liberize 236 天前 via Android 1
这不就是环形缓冲区(ring buffer)吗,有无锁版本,实际也相当于一个容量固定的队列。
|
8
leonshaw 236 天前 via Android 1
Ring buffer 基本上就是最高效的了,有不少库。自己实现也不难,主要注意内存屏障的使用和队满/空时的处理。
|
9
codegenerator 236 天前 2
看着非常糟糕
1. 为什么不同模块不同 cpu ?你是数据处理,数据尽量放在一个核心上明显性能高很多 2. 多线程数据同步有很多方法,zeromq 是来搞笑的吗? 3. 模块 1 不知道模块 2 什么时候处理完,有可能把没处理完的数据覆盖了 4. 每个模块处理速度不确定,你很难假定每个模块速度 本人资深架构师,可以付费提供优质服务 |
10
liberize 236 天前 via Android 1
楼上说的问题很好解决,一般环形缓冲区队首和队尾之间会留一个空位,这样空和满是可以区分的。
|
11
youngxhui838 236 天前 via Android 1
可以看看 go pipeline 这种设计,用管道进行通信。https://go.dev/blog/pipelines
|
12
wisefree OP @Zhuzhuchenyan 是这样的,如果模块 1 的处理速度很快,模块 2 比较慢,形成了一个速度差的话,模块 1 迟早会把内存块用完,之前的设计就有漏洞。
|
14
exch4nge 236 天前 via iPhone 1
绑核了就 spin 查消息吧,用什么 zeromq ,io 唤醒得有多慢。
单个模块一个线程/核心?这么设计会更快么?不会有某个模块处理慢么,不加点线程/核心? 切换线程可能把 cache 都丢了,有些情况下还不如一个线程跑完整个处理 |
15
exch4nge 236 天前 via iPhone 1
建议先用一般思路实现一版本,然后再做这种设计,比对性能。性能这东西基本都得靠实践。
一般思路:找个线程池实现,如 folly 的 cpu thread pool ,内存分配用 jemalloc 之类的 |
17
wisefree OP @youngxhui838 好的,我去看看
|
20
cnbatch 236 天前 1
“在线程中在堆上分配内存都被认为是耗时操作”
这个要视乎 libc 或 libc++而定,有些 libc 会把用过、free 掉的内存为该程序暂留着,不会那么快交还给 OS 。后续该程序再申请堆内存时就从暂留资源直接分配,耗时不会很高。 |
21
cnbatch 235 天前 1
忘了一个,如果 OP 的编译器支持 C++17 ,可以考虑下 std::pmr
|