Всем привет. Сегодняшний пятничный чилаут будет посвящён выводу типов для множеств перегрузок (да, продолжаю готовиться к C++ Russia).

В принципе с этим нет проблем, особенно если мы подсказываем что делать.

int bar(int) { return 0; }
int bar(double) { return 1; }

template <typename T>
int foo(T t, int (*)(T)) { return bar(t); }

foo(42, &bar); // OK, T -> int

https://godbolt.org/z/fT1oondqs

Но это в принципе, а в общем случае, что будет, если мы подскажем не всё?

int bar(int, char) { return 0; }
int bar(double, long) { return 1; }

template <typename T, typename U>
int foo(T t, int (*)(T, U)) { return bar(t, 0); }

foo(42, &bar); // OK?

https://godbolt.org/z/K5qjYW4d1

Тут мнения gcc и clang расходятся. Один компилятор (gcc) считает, что ему подсказали достаточно. Другой (clang) говорит "candidate template ignored: couldn't infer template argument 'U'".

А вы что скажете? Как обычно ожидаются ссылки на стандарт.

#questions

Первая лекция второй части моего англоязычного курса по С++ доступна на Youtube.

https://www.youtube.com/watch?v=Q3ytjLP5NyA

Эта лекция начинает глубокое погружение в аллокаторы C++. Мы начнём с глобального (C-style) выделения памяти и исторической мотивации появления пользовательских аллокаторов в раннем C++. Затем разберём две фундаментальные проблемы их дизайна -- взаимозаменяемость и переход между разными типами аллокаторов. Через серию практических примеров -- включая freelist allocator -- мы исследуем, что именно идет не так на практике, почему дизайн аллокаторов оказывается неожиданно тонким и сложным, и как разделяемое состояние и правила продвижения аллокаторов усложняют реализацию контейнеров. Далее мы рассмотрим идею отделения стратегии выделения памяти от самих контейнеров, закладывая основу arena-based подхода, и проанализируем проблемы управления локальными аллокаторами внутри контейнеров. Эти проблемы впоследствии мотивировали изменения стандарта, но это мы оставим на следующую лекцию.

Timeline:
00:00 Начало. Пара слов про глобальные (C-style) аллокаторы.
04:51 Мотивация аллокаторов в раннем C++
09:49 Две важные проблемы: Interchangability и Rebinding
14:43 Logging Allocator Case Study
19:25 Weasel Words and C++11 Allocators Motivation
28:10 Case Study: Freelist Allocator и его проблемы
40:04 Разбор и починка причин проблем: Shared Freelist
52:10 Separating Resource: основы Arena-Based подхода
55:00 Case Study: Small Vector
01:01:38 Allocator Instances Hell: Halpern's Case and Scoped Allocators
01:08:26 Проблемы классических аллокаторов, тизер на следующую лекцию и список литературы.

#cpp_postgraduate

Провёл вторую встречу с подписчиками.

https://boosty.to/cpp_lects_rus/posts/949347c9-27ef-405a-8452-205954a7e25a

Получилось всё так же тепло и лампово, как мне кажется. Что логично, учитывая лимитированность аудитории платными подписчиками. Решил также оставить запись пока в открытом доступе.

Notable timesteps:
12:15 Одна забавная деталь в примере на вывод типов из этого поста: https://t.me/cpp_lects_rus/343
48:22 Новый алерт в виде поняши.
01:18:35 Пара официальных заявлений насчёт Max и всего такого.
01:51:13 Разбор доклада Сергея Чеботарёва про модули. Кстати вот сам доклад: https://www.youtube.com/watch?v=09jrHMzFjCw

#official #author_event

Выложил вторую часть лекции по аллокаторам на английском языке.

https://youtu.be/naiLRcS3chU

Эта лекция продолжает наше обсуждение аллокаторов в C++. Мы начнём с идеи memory_resource и внезапно выясним, что полиморфизм времени выполнения оказывается неожиданно удобным инструментом для его реализации. Затем мы разбираем стандартные ресурсы, поставляемые библиотекой — такие как monotonic и multipool resources — и посмотрим, как они используются через polymorphic_allocator и контейнеры семейства PMR. Далее мы реализуем простой тестовый memory resource, чтобы посмотреть, как именно проходят выделения памяти через PMR и что такое стандартный ресурс по умолчанию. После этого, на примере известного примера Пабло Халперна с односвязным списком, мы разберём, как аллокаторы взаимодействуют с дизайном контейнеров, включая вопросы big-five и правила распространения аллокаторов. В конце мы проведём сравнение стоимости разработки при различных подходах к абстракции аллокатора.

00:00 Introduction: runtime polymorphism for memory_resource
06:15 Standard resources: monotonic and multipool
12:15 Polymorphic allocator and PMR containers
19:16 Test memory_resource: PMR and the default resource
25:52 Halpern example: slist and its design details
31:40 Allocators and the Big Five for slist
40:22 Exception safety strikes back
46:00 Preserving noexcept in the move constructor
53:06 Why are we not afraid of virtual calls?
56:53 Halpern's table, final thoughts, and bibliography

#cpp_postgraduate

Выложил лекцию по умным указателям на английском языке.

https://youtu.be/6w_1HcLoeg4

В этой лекции мы обсудим умные указатели в C++ и то, как они помогают управлять различными ресурсами, включая память. Мы начнём с перечисления альтернатив, включающих семантику значения и разные виды умных указателей, и в ходе лекции разберём детали каждого из них. Отдельно мы остановимся на двух основных механизмах, предоставляемых стандартной библиотекой C++ -- уникальных указателях и разделяемых указателях. В случае уникальных указателей мы также протянем связь с прошлой лекцией и обсудим, как они взаимодействуют с аллокаторами. Для разделяемых указателей мы рассмотрим типичные проблемы общего владения: циклические ссылки, использование weak_ptr, aliasing-конструкторы, enable_shared_from_this, а также распространённые ошибки вроде создания нескольких контрольных блоков для одного объекта. Завершим лекцию несколькими тизерами применения разделяемых указателей в многопоточной среде.

00:00 Введение: семантика значения и альтернативы для умных указателей.
08:05 Некопируемые неперемещаемые значения и prvalue elision.
11:35 Перемещаемые объекты и их возврат из функций.
18:05 Тонкости make_unique и организация делетера.
25:16 Unique pointers и аллокаторы.
32:15 Мотивация и проектирование разделяемых указателей.
38:59 Проблема владения контрольным блоком и расползание разделяемых указателей по коду.
47:50 Ковариантность разделяемых указателей и снова делетеры.
56:30 Зацикливание разделяемых указателей и weak pointers.
01:04:22 Настоящая стоимость make_shared.
01:08:30 Тизеры относительно применения в многопоточности, список литературы, завершение.

#cpp_postgraduate

Всем привет. Выложил главы 1.4 -- 1.6 и задания к первому разделу для моей книги про C++

https://boosty.to/cpp_lects_rus/posts/eeee2a76-c1be-46e5-a248-c8c1eb62fae8

Также обновил пост с главами 1.1 -- 1.3. Для тех кто уже купил можно бесплатно перескачать и я рекомендую это сделать, там есть изменения.

https://boosty.to/cpp_lects_rus/posts/5029d95f-831c-4262-9002-19ce8ea5208a

Спасибо всем моим подписчикам на boosty за поддержку которая вдохновляет меня работать над этой книгой и подписчикам уровня principal за участие в ревью.

Если вы ещё не подписались, рассмотрите возможность это сделать. Минимальная подписка это совсем недорого. Ну и конечно буду рад отзывам комментариям и предложениям и на boosty и здесь в комментариях к посту.

#cppbook #boosty

Выложил лекцию по динамическому полиморфизму на английском языке.

https://youtu.be/-hAxKYFY_7c

В этой лекции мы поговорим про динамический полиморфизм в C++ -- одну из самых неоднозначных и часто неправильно понимаемых тем языка. Мы обсудим, зачем он вообще нужен, какие реальные задачи он решает и почему полностью отказаться от него не получается. Разберём классическую реализацию через виртуальные функции, их стоимость, ограничения и подводные камни -- включая множественное наследование, RTTI и dynamic_cast. Далее мы рассмотрим альтернативы: CRTP и ручное управление таблицами диспетчеризации, их плюсы и минусы. В конце придём к более современным подходам -- инверсии полиморфизма и семантике значения в духе Шона Парента, где динамический полиморфизм скрыт внутри и не протекает в пользовательский код. Лекция оставляет открытым вопрос о том, как же правильно сочетать языковые механизмы и библиотечные абстракции и есть ли у динамического полиморфизма окончательное решение в современном C++.

00:00 Введение, мотивация для динамического полиморфизма.
03:40 Виртуальные функции и полиморфные интерфейсы.
12:22 Альтернатива: интерфейсы через CRTP.
16:25 CRTP mixins и немного deducing this.
24:45 Множественное наследование и симметрия RTTI-механизмов.
31:00 Виртуальное наследование.
37:06 dynamic_cast и его три смысла.
46:45 Снова о мотивации рантайм-полиморфизма и критика виртуальных функций.
51:18 Проблема Дионне и её разнообразные решения.
01:00:50 Решение Шона Парента: переиспользование и скрытие полиморфизма.
01:04:00 Открытый финал и список литературы.

#cpp_postgraduate

Выложил первую лекцию по многопоточности на английском языке.

https://youtu.be/Z5BJyUfPivg

В этой лекции мы начнём длинный путь в многопоточность на C++. Мы стартуем с самых основ. Обсудим, что такое поток исполнения в модели языка, чем логическая многопоточность отличается от аппаратного параллелизма, что такое область памяти и как возникает гонка данных. Разберём, почему наивные решения, вроде volatile или привязки потоков к ядрам, не решают проблему синхронизации. Далее мы перейдём к базовым примитивам синхронизации -- мьютексам -- и обсудим, как их использовать с помощью RAII. Нам придётся ввести концепцию безопасности относительно потоков, подобно тому, как в языке существует понятие безопасности относительно исключений. На примере простого буфера мы увидим, как легко получить ошибки проектирования даже при "очевидной" защите довольно простого класса, и введём понятие API race. В завершение мы рассмотрим одну из классических проблем -- дедлоки -- и разберём задачу об обедающих философах как иллюстрацию того, насколько сложной может быть корректная синхронизация и как язык C++ нас в этом поддерживает.

Timeline
00:00 Введение. Что такое поток исполнения?
08:14 Области памяти и гонка (data race).
14:18 Немного про volatile и почему это плохое решение.
18:38 Немного про POSIX affinity и почему это плохое решение.
26:00 Базовая синхронизация: mutex.
30:43 Безопасность относительно исключений и безопасность относительно потоков.
37:07 Попытка построить thread-safe буфер.
41:45 API races как проблема проектирования безопасных контейнеров.
52:20 Deadlocks и Dining Philosophers.
01:00:06 Завершение и список литературы.

#cpp_postgraduate

Всем привет. Очередной стрим для подписчиков проведу на boosty 5 апреля в 19 часов по Москве.

Планируется к детальному обсуждению программа предстоящей C++ Russia (благо она уже есть и собрана). Кроме того обсудим главы 1.4 -- 1.6 и расскажу как идёт работа над второй частью книги.

Ссылки на предыдущие стримы:
1. https://t.me/cpp_lects_rus/338
2. https://t.me/cpp_lects_rus/346

Ссылку на стрим заброшу в чат в воскресенье днём. Стрим будет по студенческому доступу. Вопросы можно накидывать уже сейчас:

https://www.donationalerts.com/r/cpp_lects_rus

#official #boosty

Выложил вторую лекцию по многопоточности на английском языке.

https://youtu.be/kup0qSuJTKM

Во второй лекции мы продолжим разбирать примитивы синхронизации в C++ и перейдём от базовых мьютексов к более сложным механизмам взаимодействия между потоками. Начнём мы с одноразовых событий и связанного с ними классического антипаттерна DCL. Далее мы рассмотрим передачу сигналов между потоками, введём для этого условные переменные и разберём типичные подводные камни, включая спонтанные пробуждения и связанные с ними ошибки. Отдельно обсудим, почему такие ошибки сложно отлаживать и как в этом помогает инструмент strace. Затем мы рассмотрим разделяемые блокировки, обсудим модель их использования и разберём, почему они не являются бесплатным ускорением. В завершение нас ждут ещё несколько антипаттернов, включая рекурсивные мьютексы и мьютексы с ограничением времени. Также мы оценим реальные размеры примитивов синхронизации и их влияние на производительность.

Timeline
00:00 Введение. Одноразовые события.
04:50 Антипаттерн DCL и решение через std::once_flag
12:50 Условные переменные и коммуникация между потоками.
19:15 Внезапные пробуждения на условных переменных.
27:14 Проблемы отладки и полезность strace.
31:22 Разделяемые блокировки.
37:45 Бенчмаркинг разделяемых блокировок: no free lunch.
43:04 Бенчмаркинг: лучший случай для разделяемых блокировок.
50:38 Антипаттерны: recursive_mutex и timed_mutex.
55:47 Размер основных примитивов, завершение, литература.

#cpp_postgraduate

Ссылка на прошедший стрим: https://boosty.to/cpp_lects_rus/posts/234e9b91-2ae5-4701-9586-be7705f79a72

Студенческий доступ я сохраню, всё-таки многое там я слишком прямо говорю для совсем уж публичного доступа.

Те моменты до которых вы можете захотеть прицельно долистать:
00:25:30 Несколько саркастический обзор программы магистратуры ИТМО.
00:52:15 Немного про инфоцыган. Мой несостоявшийся 18-летний продюсер и его офигенные картинки.
02:24:00 Обзор сформированной программы C++Russia, куда я пойду, куда нет.

—-

Немного забавного take-away.

На стриме был задан интересный вопрос. Я его докрутил до следующего примера.

int x;
int *p = &x;
x = 0;
std::thread t([p]{ *p = 42; });
t.join();
use(x);

Компилятору в этом коде кажется ничто не мешает трансформировать его примерно так:

int x;
int *p = &x;
std::thread t([p]{ *p = 42; });
x = 0;
t.join();
use(x);

И тем самым создать UB (data race).

В лямбду уходит указатель, он не пересекается как область памяти, happens-before вроде нет и т.п.

—

На стриме я задумался и не нашёл что сказать, но сейчас после стрима я почитал стандарт и внезапно мы тут защищены.

The completion of the invocation of the constructor synchronizes with the beginning of the invocation of the copy of f.

https://eel.is/c%2B%2Bdraft/thread.thread.constr#6

Так что happens-before всё-таки есть, кто бы мог подумать ))

Дмитрий, который задавал вопрос, FYI.

#boosty #questions

Выложил лекцию по многопоточным очередям на английском языке.

https://www.youtube.com/watch?v=86aNZgS9SOU

В этой лекции мы завершаем обсуждение lock-based примитивов синхронизации в C++ и подводим итог всему, что связано с классическим многопоточным программированием на мьютексах и condition variables. Мы рассмотрим producer–consumer паттерн, реализуем ограниченные MPMC-структуры (стек и очередь), разберём типичные проблемы таких решений и попробуем их исправить. Отдельно обсудим, почему даже "правильные" на первый взгляд интерфейсы могут приводить к потере задач. Далее перейдём к более выразительным механизмам коммуникации между потоками: future/promise, обработке исключений, packaged_task и std::jthread. Посмотрим, как современные абстракции позволяют писать более чистый и безопасный код. В завершение попробуем объединить всё вместе и построить очередь с произвольными задачами.

Timeline
00:00 Введение. Ментальная модель мьютекса.
06:33 Thread-Safe Lock-Based Bounded MPMC Stack.
11:01 Измеряем производительность и обнаруживаем проблему.
18:00 Пробуем пофиксить проблему: Wake and Done.
22:30 Thread-Safe Lock-Based Bounded MPMC Queue.
29:00 Критика интерфейса: очередь, которая не может не терять задачи.
33:46 Что если мы позволим неограниченный размер?
36:52 Возврат данных из потока и механизм future/promise.
42:45 Обработка исключений в потоках.
46:43 Packaged Tasks and Joinable Threads.
51:28 Проблема постановки барьера.
57:46 MPMC Queue с произвольными задачами.
01:03:26 Задача на подумать и список литературы.

#cpp_postgraduate

Минутка дружественного пиара.

В компании YADRO стартовал набор на программу стажировки Импульс. В этом году открыто более 30 направлений.

В том числе:
* Разработка на C++.
* C, системное программирование.
* Тестирование.
* Математика и алгоритмы.
* и много чего ещё.

Возможна удалёнка или гибрид.

Детали можно узнать на вебинарах 16 и 23 апреля. Регистрация уже доступна на сайте.

https://edu.yadro.com/impulse

#official

Выложил первую лекцию по атомикам на английском языке.

https://youtu.be/dRlOwdj8BHI

В этой лекции мы начнём переход к настоящему lock-free программированию. Для этого нам понадобится серьёзная база в атомиках C++. Первое, что мы сделаем в начале лекции, -- это мотивируем атомик через конкретный пример контрольного блока shared_ptr и убедительный бенчмаркинг. Далее, рассматривая обычный инкремент, мы изобретём идиому Compare-And-Swap (CAS). Центральным понятием лекции является lock-freeness. Мы разберём иерархию гарантий прогресса, а также вернёмся к классическим антипаттернам, вроде double-checked locking, и покажем, как их корректно реализовать с помощью атомиков. Отдельно обсудим статическую инициализацию и thread-local переменные. Во второй половине лекции мы перейдём к более сложной теме -- API races. Посмотрим, как такие ошибки возникают даже при использовании атомиков, и почему их сложно обнаружить, в частности обсудим подход через формальную верификацию. Закончим мы разбором ситуаций активной блокировки.

Timeline
00:00 Intro. Контрольный блок для разделяемого указателя и снова data race.
04:30 Проблема контрольного блока. Бенчмаркинг atomic vs mutex.
10:25 Дуальность синхронизации. Какой единственный тип должен быть действительно атомарным.
17:30 Проблема инкремента для аомика. Мотивация для CAS.
28:24 Концепция lock-freeness и иерархия свободы.
38:45 Снова антипаттерн DCL. Чиним через атомики.
45:10 Синглтон Майерса: синхронизация вокруг статических переменных. Thread local переменные.
50:15 Снова Copy On Write: проблемы в простом COW подходе.
56:57 Поиск API Races в коде, активно использующем атомики.
01:04:30 Методы формальной верификации для поиска API races.
01:08:46 Завершение: livelocks и литература.

#cpp_postgraduate

Выложил вторую лекцию по атомикам на английском языке.

https://youtu.be/hikc1u-zOhQ

Во второй лекции по атомикам мы в основном сосредоточимся на моделях памяти в C++ и на том, как они соотносятся с реальной аппаратурой. Поговорим про переупорядочивание, happens-before и о том, почему без этого невозможно понять поведение многопоточного кода. Подробно рассмотрим модели памяти для атомиков и покажем, как relaxed легко приводит к неожиданным эффектам и даже UB, а также где он действительно полезен. Детально разберём барьеры памяти -- как они работают и как их можно воспроизводить вручную. Отдельно обсудим, почему атомики иногда тяжелее, чем кажется, и как атомики в C++ конкурируют с инлайн-ассемблером. В конце познакомимся с "теорией относительности" и разберём последовательные и непоследовательные модели.

Timeline
00:00 Начало. Переупорядочение повсюду.
09:15 Модели памяти в аппаратуре.
15:40 Отношение "happens after / before" в C++ и его корни.
21:05 Модели памяти атомиков в C++. Когда relaxed ведёт к UB.
29:09 Барьеры своими руками
36:25 Соревнуемся с инлайн-ассемблером.
41:12 Теория относительности.
47:33 Немного про Multithread COW Disease, литература и завершение.

#cpp_postgraduate