讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

C++如何使用指针实现高性能的发布订阅模式

星辰大大_7055

星辰大大_7055

发布时间:2026-08-19 17:33:50

|

408人浏览过

|

来源于php中文网

原创

裸指针在发布订阅中易导致未定义行为,因其不管理所有权,对象析构后调用会造成崩溃或数据损坏;应优先使用std::weak_ptr配合std::shared_ptr自动管理生命周期。

c++如何使用指针实现高性能的发布订阅模式

为什么裸指针在发布订阅里反而容易出错

直接用 std::shared_ptr 或 std::weak_ptr 管理订阅者,比裸指针安全得多。裸指针本身不表达所有权,一旦被指向的对象提前析构,publish() 时调用已释放内存的函数指针,就是未定义行为——轻则 crash,重则静默数据损坏。

常见错误现象包括:

  • 订阅者对象析构后,发布端仍尝试通过裸指针调用其 on_event()
  • 多线程环境下,裸指针未加同步就访问,触发竞态(如一个线程正在 delete,另一个线程正在 call)
  • 忘记手动清理指针数组,导致内存泄漏或重复释放

用 std::weak_ptr 配合 std::shared_ptr 自动管理生命周期

核心思路:让每个订阅者继承自 std::enable_shared_from_this,发布者只保存 std::weak_ptr;每次 publish 前用 lock() 尝试升级为 shared_ptr,失败即说明对象已销毁,自动跳过。

实操建议:

立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;

C++ 算法竞赛自动化测试数据生成与校验框架
C++ 算法竞赛自动化测试数据生成与校验框架

根据原题生成新题面、验证器及完整测试数据,自动套用 testlib 模板,用于用户要求生成测试数据时。

下载
  • 订阅者类必须公有继承 std::enable_shared_from_this<Subscriber>
  • 注册时传入 shared_from_this(),发布者存为 std::vector<std::weak_ptr<Subscriber>>
  • publish 循环中对每个 weak_ptr 调用 lock(),仅当返回非空 shared_ptr 才调用回调
  • 避免在回调内部又去注册/注销自身——可能引发迭代器失效,应改用延迟删除(如标记 + 后续清理)

示例关键片段:

void Publisher::publish(const Event& e) {
    for (auto& wptr : subscribers_) {
        auto ptr = wptr.lock();
        if (ptr) ptr->on_event(e);
    }
}

性能敏感场景下如何减少 shared_ptr 开销

频繁 publish + 大量订阅者时,shared_ptr 的原子引用计数确实有可观开销(尤其在 ARM 或高并发下)。但别急着换裸指针——先确认是否真为瓶颈(用 perf / VTune 测一下 __atomic_fetch_add_8 占比)。

更稳妥的优化路径:

  • 把订阅者按生命周期分组:长期存活的用 shared_ptr,短期任务用 std::function + 拷贝捕获值语义(避免指针)
  • 发布者内部用 std::vector<std::weak_ptr<T>> 而非 std::list,提升遍历 cache 局部性
  • 若确定所有订阅者生命周期严格长于发布者,可用 std::observer_ptr<T>(C++17,无引用计数,但需人工保证不 dangling)
  • 极端情况可考虑 arena 分配 + 对象池,统一管理订阅者内存,配合 raw 指针 + epoch-based reclamation(但复杂度陡增)

多线程发布时最容易忽略的三个细节

很多人加了 mutex 就以为线程安全了,其实还差得远。

  • 订阅/注销操作和 publish 必须共用同一把锁——不能 publish 用读锁、增删用写锁,因为 weak_ptr::lock() 不是原子的,中间可能被析构
  • 回调函数本身可能阻塞或抛异常,发布者不应假设它“瞬间完成”,建议在锁外调用回调(先拷贝出有效指针列表,再解锁,再逐个 call)
  • 若允许从回调内注销自己,必须确保:① 当前正在遍历的 weak_ptr 不被 erase;② 使用 erase-remove 惯用法或延迟队列,而非边遍历边删 vector

真正健壮的实现,往往在“高性能”和“完全自动生命周期管理”之间做取舍——选哪条路,取决于你的订阅者创建/销毁频率、是否跨线程、以及能否接受少量延迟注销。裸指针不是不行,只是把责任全推给了使用者,而多数业务代码并不值得为那几个纳秒去赌一把。

相关文章

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载

相关标签:

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
切问学术

切问学术是一款AI论文写作工具,复旦大学NLP团队推出的AI学术智能体。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

VibeKnow
VibeKnow Hot

一款AI视频创作工具,主要用于全球首个AI知识视频创作平台,文档、文章、网页,一键生成视频,适合需要提升相关任务效率的用户。

讯飞智作

讯飞智作是一款AI视频创作工具,AI文本配音工具,数字人课程、营销视频制作。

立刻MV
立刻MV Hot

立刻MV是一款AI文本写作工具,AI 音乐视频(MV)创作工具。

Seko
Seko Hot

一款AI视频创作工具,主要用于商汤科技推出的创编一体的AI短视频创作Agent,适合需要提升相关任务效率的用户。

UpDream
UpDream Hot

一款AI视频创作工具,主要用于哔哩哔哩推出的自研AI视频创作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

相关专题

更多
c++和c语言的区别有哪些
c++和c语言的区别有哪些

c++和c语言的区别:1、面向对象编程(OOP)支持不同;2、新增特性不同;3、标准库不同;4、编译方式不同;5、命名空间不同等等。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

2148

2024.03.14

c++和python学习顺序推荐
c++和python学习顺序推荐

一般建议先学习C++,再学习Python,因为这样可以逐步从较为底层的编程语言向更高级的语言过渡。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

959

2024.03.14

python和c++学习性价比分析
python和c++学习性价比分析

Python易于学习,广泛应用于Web开发、数据科学和人工智能等领域,但性能较低。C语言性能高,适用于对性能要求较高的场景,如游戏开发和系统编程,但学习曲线陡峭,错误处理复杂。想了解更多python的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

387

2024.03.14

c语言和c++一样吗
c语言和c++一样吗

c语言和c++是两种不同的编程语言,虽然有相似之处,但存在显著差异。c语言专注于过程式编程和系统级开发,以简洁、高效著称。c++作为c语言的超集,引入了面向对象编程,增强了代码组织和管理能力,但学习曲线也更陡峭。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

307

2024.03.14

c语言和c++先学哪个好
c语言和c++先学哪个好

初学者选择学习c语言还是c++语言,需要根据个人学习目标、背景以及编程兴趣和预期应用方向来决定。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

366

2024.03.14

c语言和c++的区别和联系
c语言和c++的区别和联系

c语言和c++是计算机科学领域应用广泛的编程语言。虽然它们有着相似的基础,但它们在语言类型、语法功能和内存管理方面存在着显著差异。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

560

2024.03.14

c++软件中文更改教程
c++软件中文更改教程

对于 ide,可通过打开设置,找到语言设置,选择中文,并保存更改。对于非 ide 应用程序,可查找设置或选项,选择语言设置,更改为中文,并保存更改。想了解更多c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1389

2024.03.21

python和java和c++学习性价比分析
python和java和c++学习性价比分析

Python以其易学性、丰富的库和活跃的社区而著称,适合数据科学、人工智能和Web开发。Java以其跨平台性、企业级应用开发和Android应用开发而闻名。C++以其底层控制能力、高效性能和游戏开发而著称。选择哪种语言取决于个人兴趣、职业方向和特定需求。想了解更多python和java和c++的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1177

2024.03.22

Buffalo框架数据库开发全教程
Buffalo框架数据库开发全教程

本专题围绕Buffalo框架数据库开发,讲解database.yml多环境配置、soda与fizz迁移生成回滚、模型结构体标签、增删改查与条件查询、一对多与多对多关联、数据校验、回调钩子、事务处理及原生SQL执行能力。

80

2026.09.23

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
Conan 2 Essentials 免费课程
Conan 2 Essentials 免费课程

共0课时 | 0人学习

CMake 与 Conan 集成实践
CMake 与 Conan 集成实践

共0课时 | 0人学习

Conan 2 高级依赖模型介绍
Conan 2 高级依赖模型介绍

共0课时 | 0人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn