Message-Bus

本文介绍的 newosp 库基于 MIT 协议开源，当前版本 v0.2.0。

MCCC 系列第三篇。以 C++14 消息总线的四大堆分配瓶颈为出发点，逐项展示 C++17 的替代方案: std::function -> FixedFunction (SBO + static_assert)、unordered_map -> VariantIndex 固定数组、shared_ptr -> Envelope 内嵌 Ring Buffer、std::string/vector -> FixedString/FixedVector。每项改造附带代码对比、编译期保障机制和性能实测数据。

从 MCCC 消息总线优化实践中提炼 5 个零堆分配模式 (Envelope 内嵌、编译期类型索引、函数指针 RAII、FixedFunction/FixedVector/FixedString、编译期配置矩阵)，并附完整性能数据: BARE_METAL 18.7 M/s (54 ns/msg)，FULL_FEATURED 5.8 M/s (172 ns/msg)，HIGH 优先级零丢失，E2E P99 仅 449 ns。

面向激光雷达、工业视觉、机器人等 ARM-Linux 场景，设计一套 C++17 header-only 的流式数据处理架构。覆盖数据流 (10-100 Hz 大块帧) 与控制流 (低频高可靠消息) 的分离处理、零堆分配内存管理、多级流水线调度，基于 newosp 基础设施库实现。

本文基于一个实际的线程间消息传递需求（Windows 风格的 SendMessage/PostMessage），分析传统 mutex + priority_queue + promise/future 方案的工程缺陷，然后用 MCCC 无锁消息总线重新实现，并通过完整的测试和 Sanitizer 验证。

基于 C++14 实现一个带超时管理的线程安全消息总线，解决回调内重入死锁、线程安全订阅管理等工程问题。通过压力测试暴露 mutex + std::function + std::map 方案在多线程高频场景下的性能瓶颈，为后续引入 Lock-free MPSC 方案提供数据支撑。

MCCC (Message-Centric Component Communication) 消息总线的完整 API 参考，涵盖 FixedString/FixedVector 容器、MessageEnvelope 消息封装、AsyncBus 总线接口、StaticComponent 编译期组件、优先级与背压配置，每个接口附带签名、参数说明和使用示例。

以 512x512 矩阵乘法为载体，基于 newosp 基础设施库实测对比单线程、线程池、消息总线、多进程共享内存四种并行方案的性能差异，分析各方案在嵌入式 Linux 平台上的架构取舍与加速比。

在同一硬件上统一测试 MCCC、eventpp、EnTT、sigslot、ZeroMQ、QP/C++ 六个消息总线方案，从吞吐量、延迟、内存安全、嵌入式适配性四个维度给出选型建议

性能基准测试远比 ‘跑个循环、算个平均’ 复杂得多。队列溢出会虚高吞吐 30%，时钟调用本身构成 60-160% 的测量开销，功能差异让 ‘apples-to-apples’ 几乎不可能。本文从实际踩坑经验出发，系统梳理消息总线与并发数据结构基准测试中的常见陷阱与应对策略。

在嵌入式系统中，消息总线是组件间通信的核心基础设施。本文剖析 MCCC 消息总线的设计决策与工程权衡：为什么选择 Lock-free MPSC 而非互斥锁？Envelope 内嵌如何消除热路径堆分配？编译期类型索引如何替代 unordered_map？从问题出发，逐层展开一个面向安全关键嵌入式系统的消息总线的诞生过程。

通过逐行阅读 eventpp v0.1.3 核心代码，定位到回调遍历加锁、双锁入队、排他锁查 map 等 6 个性能瓶颈。逐一实施优化后，Active Object 吞吐量从 1.5 M/s 提升至 8.5 M/s，改善幅度超过 5 倍。最终通过 processQueueWith 编译期 Visitor 模式绕过全部 5 层间接调用，实现零开销分发 (16.7x 加速)。

死锁是嵌入式多线程系统中最隐蔽的故障之一。本文从一个典型的双锁死锁场景出发，逐步演示有序锁、lock_guard、try_lock、无锁队列四种防御策略，分析各方案在嵌入式实时系统中的工程权衡。

在嵌入式 C++ 消息总线中，std::function 回调看似方便，实则是延迟抖动和代码膨胀的隐性来源。本文分析回调链路的逐层开销，给出三个递进式优化方案：std::visit 编译期分发、CRTP 静态组件、FixedFunction 栈上类型擦除，最终在保留动态订阅能力的同时，为编译期确定的场景实现零开销分发。

基于 GCC 13 / x86-64 实测数据，面向 ARM-Linux 工业嵌入式开发者