百度 C 工程师的那些极限优化（内存篇）
时间：2021-08-19 16:12:21
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[导读]导读：在百度看似简简单单的界面后面，是遍布全国的各个数据中心里，运转着的海量C服务。如何提升性能，降低延时和成本就成了百度C工程师的必修功课。伴随着优化的深入攻坚，诞生并积累下来一系列的性能优化理论和方案，其中不乏一些冷门但精巧实用的经验和技巧。本文从内存访问角度，收集总结了一些...
导读：在百度看似简简单单的界面后面，是遍布全国的各个数据中心里，运转着的海量C 服务。如何提升性能，降低延时和成本就成了百度C 工程师的必修功课。伴随着优化的深入攻坚，诞生并积累下来一系列的性能优化理论和方案，其中不乏一些冷门但精巧实用的经验和技巧。本文从内存访问角度，收集总结了一些具有通用意义的典型案例，分享出来和大家学习交流。
1 背景
在百度看似简简单单的界面后面，是遍布全国的各个数据中心里，运转着的海量C 服务。对C 的重度应用是百度的一把双刃剑，学习成本陡峭，指针类错误定位难、扩散性广另很多开发者望而却步。然而在另一方面，语言层引入的额外开销低，对底层能力可操作性强，又能够为追求极致性能提供优异的实践环境。
因此，对百度的C 工程师来说，掌握底层特性并加以利用来指导应用的性能优化，就成了一门必要而且必须的技能。久而久之，百度工程师就将这种追求极致的性能优化，逐渐沉淀成了习惯，甚至形成了对技术的信仰。下面我们就来盘点和分享一些，在性能优化的征途上，百度C 工程师积累下来的理论和实践，以及那些为了追求极致，所发掘的『奇技淫巧』。
2 重新认识性能优化
作为程序员，大家或多或少都会和性能打交道，尤其是以C 为主的后端服务工程师，但是每个工程师对性能优化概念的理解在细节上又是千差万别的。下面先从几个优化案例入手，建立一个性能优化相关的感性认识，之后再从原理角度，描述一下本文所讲的性能优化的切入角度和方法依据。
2.1 从字符串处理开始
2.1.1 string as a buffer
为了调用底层接口和集成一些第三方库能力，在调用界面层，会存在对C 字符串和C风格字符串的交互场景，典型是这样的：
size_t some_c_style_api(char* buffer, size_t size);void some_cxx_style_function(std::string 
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