C++在Ubuntu上如何进行性能分析和调优

性能分析工具

• perf：记录CPU使用率、缓存命中率等，支持系统级分析，安装后用perf record -g ./程序采集数据，perf report生成报告。
• gprof：分析函数级耗时，编译时加-pg选项，运行后用gprof 程序 gmon.out生成报告。
• Valgrind Callgrind：检测内存泄漏和CPU性能，运行valgrind --tool=callgrind ./程序，用KCacheGrind可视化结果。

编译器优化

• 启用-O2/-O3优化级别，-O3更激进但可能增加编译时间。
• 使用-march=native针对当前CPU架构优化，-flto启用链接时优化。

代码优化

• 算法与数据结构：选择低复杂度算法（如快速排序），用std::vector替代原始数组，利用哈希表加速查找。
• 内存管理：使用智能指针（std::unique_ptr/std::shared_ptr）避免泄漏，减少动态分配，用对象池复用内存。
• 并行计算：用OpenMP或C++11线程库实现多线程，合理使用锁或无锁结构。
• I/O优化：采用缓冲区批量读写，使用异步I/O或内存映射文件。

系统与硬件优化

• 调整CPU亲和性（taskset）和内核参数（如vm.swappiness）。
• 利用硬件加速（如GPU）处理计算密集型任务。