muduo库chat server的shared_ptr和TLS实现分析

muduo 库的 chat 最基本的是单线程模型，然后有多线程模型，但是多线程同步需要加锁，锁争用会降低服务器性能，明显的代码就是 chat server 的 onStringMessage()函数：

void onStringMessage(const TcpConnectionPtr&,
                       const string& message,
                       Timestamp)
  {
    MutexLockGuard lock(mutex_);
    for (ConnectionList::iterator it = connections_.begin();
        it != connections_.end();
        ++it)
    {
      codec_.send(get_pointer(*it), message);
    }

这个函数遍历连接列表，然后对每个连接挨个转发消息。临界区为整个函数，有相当大的优化空间。

优化方法有两种：

• 使用 shared_ptr 做 copy-on-write
• 使用TLS（线程局部存储）

shared_ptr 实现 copy-on-write

本文先分析如何借助 shared_ptr 实现 copy-on-write。

• shared_ptr 是引用计数智能指针，如果当前只有一个观察者（原始创建者持有），那么引用计数为 1，可以用 shared_ptr::unique() 来判断。
• 对于 write 端，如果发现引用计数为 1，这是可以安全地修改对象，不必担心有人在读它。
• 对于 read 端，在读之前把引用计数加 1，读完之后减 1，这样可以保证在读的期间其引用计数大于 1，可以阻止并发写。
• 比较难的是，对于 write 端，如果发现引用计数大于 1，该如何处理? 既然更新数据，肯定要加锁，如果这时候其他线程在读，那么不能在原来的数据上修改，得创建一个副本，在副本上修改，修改完了再替换。如果没有用户在读，那么可以直接修改。

使用 shared_ptr 实现 copy-on-write 的目的在于在适用于 readers-writer 场合可以降低锁竞争，提高服务器性能。

使用shared_ptr改进代码如下：