概述工厂方法模式和前一篇文章中提到的简单工厂模式都属于创建型设计模式，它们都致力于解决对象创建的问题。但两者还是有一些重要区别的：简单工厂模式通常用于减少重复代码，并将对象的创建逻辑集中在一个地方，适用于产品种类较少且创建逻辑相对简单的情况；工厂方法模式让子类决定要实例化的具体类，适用于系统中有多个产品家族，或者希望将对象的创建委托给专门的子类的情况。汽车制造集团是运用工厂方法模式的一个例子：假如
简单工厂模式并不是GoF的23种设计模式之一，但它是一种常见的编程惯用法，用于简化对象的创建过程。简单工厂模式属于创建型模式的一种，提供了一种创建对象的最佳方式。 其核心思想是：定义一个负责创建其他类的实例的类。这个负责创建的类，通常被称为“管理类”或“工厂类”，会根据传入的参数来决定应该创建哪一个具体的类。简单工厂模式将对象的创建和使用分离，客户端代码不需要知道具体的产品类名，只需要知道所需产品的类型或标识符即可。
概述在进行大型项目的系统架构设计时，确保某些类只有一个实例，是非常重要的。比如：日志记录器、数据库连接池、配置管理器等组件，通常只需要一个实例来处理所有请求。在这种情况下，如果每次使用都创建新的对象实例，不仅会浪费系统资源，还可能导致数据不一致。为了解决这一问题，单例模式应运而生。基本原理单例模式的核心在于控制类的实例化过程，确保在整个应用程序生命周期内只存在一个实例，并提供一个全局访问点。为了达
软件的复杂性软件的复杂性是一个很宽泛的概念，任何使软件难以理解、难以修改、难以维护的东西，都属于软件的复杂性。软件复杂的根本原因是：变化。这里的变化，包括：客户需求的变化、技术平台的变化、开发团队的变化、市场环境的变化等。IBM院士、IBM研究院软件工程首席科学家Grady Booch曾经说过下面这段话，有助于我们理解软件的复杂性和需求变化的随意性。“建筑商从来不会去想给一栋已建好的100层高的楼
概述在移动互联网时代，随着多媒体应用的日益普及，如何高效地将数据传输给多个接收者成为了网络通信领域的一个重要课题。多播（英文为Multicast）作为一种高效的网络通信方式，可以将数据同时发送到多个接收者，而不需要为每个接收者单独建立连接。与单播（英文为Unicast）相比，多播减少了网络中的数据包复制，从而降低了带宽消耗。与广播（英文为Broadcast）相比，多播仅向那些明确表示希望接收数据的
概述WebSocket协议是现代Web开发中不可或缺的一部分，它允许客户端和服务器之间建立持久的连接，实现双向实时通信。与传统的HTTP请求不同，WebSocket提供了一种全双工的通信通道，使得数据可以在任意方向上传输，而无需等待对方请求或者应答。WebSocket是在HTML5中引入的一种新协议，旨在替代轮询等技术来实现客户端与服务器间的实时交互。它通过HTTP或HTTPS协议发起一个特殊的请
概述在互联网时代，数据的安全性变得尤为重要。随着网络安全威胁的不断增加，确保信息传输过程中的机密性、完整性和可用性成为了开发者必须考虑的关键因素。在C++网络编程中，使用SSL/TLS加密通信是一种常见的做法。它允许客户端和服务器之间通过互联网安全地交换信息，从而为网络通信提供隐私性和数据完整性。SSL，英文全称为Secure Sockets Layer，最初由Netscape公司在1990年代开
概述在网络编程中，性能优化是一个永恒的话题。随着数据量的不断增大，传统的数据传输方式往往因为多次内存拷贝而变得效率低下。对于网络编程来说，从磁盘读取文件，然后通过网卡进行发送；或者反过来，从网卡接收数据，然后写入到磁盘中，是比较常见的两种使用场景。在零拷贝技术出现之前，我们有两种方式来实现这个过程：一种是仅CPU方式，另一种是CPU+DMA方式。下面，我们分别进行介绍。仅CPU方式在仅使用CPU进
概述在前两篇文章中，我们介绍了如何使用select和poll进行IO多路复用。select通常有一个固定的文件描述符数量上限（通常是1024），poll虽然没有严格的文件描述符数量限制，但在实际使用中也可能受到系统资源的限制。相比之下，epoll支持非常大的文件描述符数量（理论上可以达到系统文件描述符的最大值），因此更适合高并发场景。在本篇中，我们将重点介绍epoll。epollepoll是Lin
概述在上一篇文章中，我们介绍了如何使用select进行IO多路复用。虽然select在很多场景下非常有用，但它存在线性扫描、复制文件描述符集合、不支持边缘触发模式、信号干扰等众多问题。因此，在更高效的IO多路复用方案中，往往会选择poll和epoll。在本篇中，我们将重点介绍poll，下一篇将介绍epoll。pollpoll是对select的一个改进版本，它不再受固定数量限制的影响，而是采用动态数
概述在C++网络编程中，处理并发连接是一个非常关键的核心问题。为了有效管理来自多个客户端的请求，服务器需要能够同时监听多个套接字上的事件，这通常通过IO多路复用来实现。IO多路复用是一种工作机制，它可以让程序监视多个文件描述符（通常是套接字），等待其中一个或多个文件描述符变为就绪状态。一旦某个文件描述符就绪，即该文件描述符上可以进行无阻塞读写操作，操作系统就会通知应用程序。然后，应用程序就可以对该
概述在网络编程中，IO操作是主要的性能瓶颈之一。传统的阻塞IO和非阻塞IO虽然各有优势，但在高并发和高性能要求的场景下，它们都有各自的局限性。异步IO（即AIO，Asynchronous IO）提供了一种更高效的方式来处理IO操作，特别是在需要同时处理大量连接的情况下。工作原理异步IO允许应用程序发起一个IO请求后，立即返回控制权给调用者，而不需要等待IO操作完成。操作系统会在后台处理IO操作，并
概述在网络编程中，IO（输入输出）操作是程序与外部世界交互的基础。非阻塞IO，是相对于阻塞IO而言的，两者在编程、表现和效果上均有显著的差别。阻塞IO是最直接、且易于理解的IO模型。当一个线程执行读写函数时，如果数据还没有准备好，或者暂时无法完成写入，则线程会停留在该函数这里，无法继续往下执行，直到条件满足为止。阻塞IO的好处在于：实现简单，逻辑清晰。但缺点也很明显：在阻塞期间，整个线程无法执行其
概述在网络编程中，客户端/服务器模型（即C/S模型）是一种常见的架构模式。在这种模式下，一个或多个客户端向服务器建立连接，并发送请求；服务器接受这些连接，并处理请求、返回响应。在C/S模型中，客户端会主动发起与服务器的连接，发送请求，并接收服务器的响应。客户端可以是任何能够发起网络连接的设备或应用程序。服务器通常运行在网络中的固定位置，监听特定端口以接受来自客户端的连接请求。TCP客户端TCP客户
概述在网络编程中，绑定是一个非常重要的概念，它涉及到将一个套接字与一个特定的IP地址和端口进行关联。通过绑定，服务器可以指定它监听哪个网络接口和端口，以便接收来自客户端的连接请求。为什么要绑定在网络编程中，为什么需要进行绑定操作呢？主要有以下三个方面的原因。1、指定监听地址和端口。IP地址：通过绑定，服务器可以指定要监听的具体网络接口（IP地址）。这使得服务器可以选择监听所有可用的网络接口（比如：
概述字节序是指多字节数据在内存中的存储顺序。主要有两种字节序：大端序、小端序。大端序：即Big-Endian，高位字节存放在低地址处，低位字节存放在高地址处。比如：16位整数0x1234，在大端序下会以0x12 0x34的形式存储。小端序：即Little-Endian，低位字节存放在低地址处，高位字节存放在高地址处。比如：16位整数0x1234，在小端序下会以0x34 0x12的形式存储。需要注意
概述在C++网络编程中，套接字是实现网络通信的基础。通过套接字，我们除了可以发送和接收数据，还能够配置不同的选项来控制套接字的行为。这些选项可以通过setsockopt函数设置，并通过getsockopt函数获取当前的值。每个选项都有一个级别，表明它影响的是哪一层协议。还有一个名称和值，用于指定具体的选项名称和选项取值。接下来，我们介绍下getsockopt函数和setsockopt函数的原型。接
概述在网络编程中，套接字（Socket）是一种用于进程间通信的接口。套接字是操作系统提供的一种抽象层，它允许不同计算机之间的进程通过网络进行通信。套接字实际上并不神秘，简单来说，套接字是连接网络中不同主机上应用程序的桥梁，通过套接字，应用程序可以发送和接收数据。套接字有多种类型，最常见的两种是：流式套接字和数据报套接字。流式套接字：基于TCP协议，提供面向连接的、可靠的数据传输服务。数据在传输过程
概述UDP，即用户数据报协议，英文全称为User Datagram Protocol，是一种无连接的、不可靠的传输层协议。与TCP相比，UDP提供了更低的延迟和更少的开销，但不保证数据的可靠传输。在某些应用场景中，低延迟比数据的可靠性更为重要，这时UDP就成为了一个最佳的选择。UDP协议主要具有以下五个特点。1、无连接。UDP不需要建立连接，就可以直接发送数据。这意味着没有三次握手的过程，减少了网
概述TCP，即传输控制协议，英文全称为Transmission Control Protocol，是互联网协议套件中的核心协议之一。它工作在OSI七层模型的传输层，也工作在TCP/IP四层模型的传输层。TCP协议的主要目的是：在不可靠的网络环境中提供可靠的、面向连接的、基于字节流的传输服务。TCP协议主要具有以下五个特点。1、面向连接。TCP在数据传输之前，必须先建立连接。这种连接是通过三次握手过
概述IP地址和端口共同定义了网络通信中的源和目标。IP地址负责将数据从源设备正确地传输到目标设备，而端口则确保在目标设备上数据被交付到正确的应用或服务。因此，在网络编程中，IP地址和端口是密不可分的两个概念，共同构成了网络通信的基础。IP地址IP地址是互联网协议地址，它为互联网上的每一个网络、每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。IP地址允许数据在网络上正确路由，确保数据从源设备正
概述所谓网络模型，是指一组定义了网络通信功能和行为的规则和标准。这些模型通过将网络通信功能分解成不同的层次，使得网络通信更加模块化，也更易于理解和实施。每一层都有其特定的功能，通过层与层之间的交互，确保数据能够从源端正确无误地传输到目的端。网络模型的核心思想是：将复杂的网络通信任务划分为若干个独立的层次，每一层专注于完成特定的功能，并与相邻层进行交互。这样做的好处是每一层可以独立设计、测试和优化，
为什么要引入模块在C++ 20之前，所有的代码组织都依赖于预处理器和头文件。这种方式主要存在以下四个问题：一是大型项目中，相同的头文件会被多次包含，导致编译时间延长；二是头文件之间复杂的相互引用关系难以管理，容易造成编译时错误；三是全局命名空间污染，不同的库可能定义相同的名字，导致冲突；四是修改一个头文件往往需要重新编译所有依赖它的源文件。模块的引入，正是为了克服上述问题，从而提供一种更现代、更高
概述C++ 20中引入了一些简化编程工作的语法上的新特性，我们暂且美其名曰：“语法糖”。下面，我们将对这些“语法糖”一一进行介绍。语法糖1：using enum假如有一个颜色的枚举类型，其定义如下。enum class Color { Red, Green, Blue, Black, Purple };在C++ 20之前，如果我们想要使用这个枚举类的某个成员
概述在C++ 20之前，属性通常是通过特定的预处理指令或编译器特定的语法来实现的。在C++ 20中，属性被纳入了标准，使得它们在不同的编译器之间更加一致，也更易移植。通过属性，我们可以为代码中的实体（比如：类、函数、变量等）添加元数据。这些元数据可以用于各种目的，包括：编译器优化、代码分析、文档生成等。C++ 20中的属性使用“[[ ]]”语法来定义，并且可以与多种实体一起使用。接下来，我们将介绍
概述C++ 20在位操作方面带来了显著的改进和新功能，旨在让位级别的操作更加高效、安全且易于理解。这些改进不仅增强了标准库中的位操作支持，还通过引入新的算法和类型提升了位操作的表达力。C++ 20中这些改进的位操作避免了直接使用位运算符进行复杂的位操作，降低了出错的可能性，提高了代码的可读性和可维护性。位计数函数位计数函数位于<bit>头文件中，这些函数对于需要高效地统计二进制表示中1
为什么需要自定义删除器在C++中，new操作符用于在堆上分配内存，delete操作符用于释放这些内存。然而，在某些情况下，我们可能需要管理其他类型的资源，比如：文件句柄、套接字句柄、数据库连接、自定义的内存池等。对于这些资源，delete操作符显然是不适用的。因此，我们需要自定义删除器来指定如何释放这些资源。在C++ 20中，删除器的概念得到了进一步的加强和扩展。它们在管理资源，尤其是智能指针的生
为什么要引入原子引用在C++ 11中，std::atomic提供了一种线程安全的内存访问方式。但它要求将变量声明为原子类型，这意味着，必须为原子对象分配额外的内存。对于大型的数据结构，或者频繁访问的变量，这种开销可能是不可接受的。C++ 20中新引入的原子引用std::atomic_ref允许直接对现有非原子变量进行原子操作，无需创建副本，从而避免了这部分内存开销。什么是原子引用原子引用std::
为什么要引入std::span在C++中，我们经常需要传递数组或容器的一部分给函数进行处理。通常的做法是使用指针和长度来表示数组的一部分，但这可能导致越界和难以维护的代码。C++ 20中新引入的std::span，则提供了一种更安全、更直观的方式来处理这种情况。实际上，std::span是一个非常实用的容器适配器，用于表示连续的内存区域。它并不直接拥有数据，而是提供了一种访问现有数组或容器元素的方
为什么要引入jthread在C++ 11中，已经引入了std::thread。std::thread为C++标准库带来了一流的线程支持，极大地促进了多线程开发的便利性。但std::thread也存在一些明显的不足和短板，主要有以下几点。1、生命周期管理的复杂性。std::thread对象必须在它代表的线程结束之前，一直保持存活。如果一个std::thread对象被销毁（比如：离开了其作用域），而它
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