多线程 - 内存屏障和cpu缓存

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多线程 - 内存屏障和cpu缓存

CPU性能优化 - 缓存为了提高程序运行的性能,现代CPU在很多方面会对程序进行优化.CPU的处理速度是很快的,内存的速度次之,硬盘速度最慢.在cpu处理内存数据中,内存运行速度太慢,就会拖累cpu的速度.为了解决这样的问题,cpu设计了多级缓存策略. CPU分为三级缓存: 每个CPU都有L1,L2 但是L3是多核公用的. L1 Cache (一级缓存)是CPU第一层告诉缓存,分为数据缓存和指令缓存.一般服务器的CPU的L1缓存的容量通常在32-4096K L2 Cache (二级缓存)由于L…

C和C++中的volatile、内存屏障和CPU缓存一致性协议MESI

目录 1. 前言2 2. 结论2 3. volatile应用场景3 4. 内存屏障(Memory Barrier)4 5. setjmp和longjmp4 1) 结果1(非优化编译:g++ -g -o x x.cpp -O0) 5 2) 结果2(优化编译:g++ -g -o x x.cpp -O2) 6 6. 不同CPU架构的一致性模型6 7. x86-TSO7 8. C++标准库对内存顺的支持7 1) 头文件<stdatomic.h> 7 2) 头文件<atomic> 8 附1:…

JMM内存模型、CPU缓存一致性原则(MESI)、指令重排、as-if-serial、happen-before原则

JMM三大特性原子性汇编指令 --原子比较和交换在底层的支持 cmp-chxg 总线加锁机制 Synchronized Lock锁机制 public class VolatileAtomicSample { private static volatile int counter = 0; // volatile无法保证原子性 public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread…

内存屏障在CPU、JVM、JDK中的实现

前言内存屏障(英语:Memory barrier),也称内存栅栏,内存栅障,屏障指令等,是一类同步屏障指令,它使得 CPU 或编译器在对内存进行操作的时候, 严格按照一定的顺序来执行, 也就是说在内存屏障之前的指令和内存屏障之后的指令不会由于系统优化等原因而导致乱序. 大多数现代计算机为了提高性能而采取乱序执行,这使得内存屏障成为必须. 语义上,内存屏障之前的所有写操作都要写入内存:内存屏障之后的读操作都可以获得同步屏障之前的写操作的结果.因此,对于敏感的程序块,写操作之后.读操作之前可以插入…

volatile 和内存屏障

接下来看看volatile是如何解决上面两个问题的: 被volatile修饰的变量在编译成字节码文件时会多个lock指令,该指令在执行过程中会生成相应的内存屏障,以此来解决可见性跟重排序的问题. 内存屏障的作用: 1.在有内存屏障的地方,会禁止指令重排序,即屏障下面的代码不能跟屏障上面的代码交换执行顺序. 2.在有内存屏障的地方,线程修改完共享变量以后会马上把该变量从本地内存写回到主内存,并且让其他线程本地内存中该变量副本失效(使用MESI协议) 作者:凌风郎少链接:https://www.ji…

【C# 线程】内存屏障 MemoryBarrier

背景同步基元分为用户模式和内核模式用户模式:Iterlocked.Exchange(互锁).SpinLocked(自旋锁).易变构造(volatile关键字.volatile类.Thread.VolatitleRead|Thread.VolatitleWrite).MemoryBarrier. 内存屏障(英語:Memory barrier),也称内存栅栏,内存栅障,屏障指令等,是一类同步屏障指令,它使得 CPU 或编译器在对内存进行操作的时候, 严格按照一定的顺序来执行, 也就是说在内存屏障…

基于JVM原理、JMM模型和CPU缓存模型深入理解Java并发编程

许多以Java多线程开发为主题的技术书籍,都会把对Java虚拟机和Java内存模型的讲解,作为讲授Java并发编程开发的主要内容,有的还深入到计算机系统的内存.CPU.缓存等予以说明.实际上,在实际的Java开发工作中,仅仅了解并发编程的创建.启动.管理和通信等基本知识还是不够的.一方面,如果要开发出高效.安全的并发程序,就必须深入Java内存模型和Java虚拟机的工作原理,从底层了解并发编程的实质:更进一步地,在现今大数据的时代,要开发出高并发.高可用.考可靠的分布式应用及各种中间件,更需要深…