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翻译自:Martin Thompson – Memory Barriers/Fences 在这篇文章里,我将讨论并发编程里最基础的技术–以内存关卡或栅栏著称.那让进程内的内存状态对其它进程可见. CPU 使用了非常多技术去尝试和适应这种事实:CPU 运行单元的性能已远远超出主内存性能.在我的"Writing Combining"文章,我仅仅是谈及当中一种技术. CPU 使用的用来隐藏内存延迟的最普通技术是管线化指令.然后付出巨大努力和资源去尝试重排序这些管线来最小化缓存不命中的有关迟延…
这回该进入主题了.         上一文最后提到了 Memory Barriers ,即内存屏障.由于对一个 CPU 而言,a = 1; b = 1. 由于在中间加了内存屏障,在 X86 架构下,就是 mfence 指令,此时在上一文中执行时.情况就变成这样了,当 CPU0 发 出 "read invalidate" 消息后,就会開始运行 mfence 指令,该指令把 Store Buffer 中的项都标记一下.然后開始运行 b = 1,此时尽管 cache hint (cache…
A framework is provided for automatic inference of memory fences in concurrent programs. A method is provided for generating a set of ordering constraints that prevent executions of a program violating a specification. One or more incoming avoidable…
From:   http://preshing.com/20120710/memory-barriers-are-like-source-control-operations/ If you use source control, you’re on your way towards understanding memory ordering, an important consideration when writing lock-free code in C, C++ and other l…
       要了解如何使用memory barrier,最好的方法是明白它为什么存在.CPU硬件设计为了提高指令的执行速度,增设了两个缓冲区(store buffer, invalidate queue).这个两个缓冲区可以避免CPU在某些情况下进行不必要的等待,从而提高速度,但是这两个缓冲区的存在也同时带来了新的问题.下面我们一步步来分析说明 1. cache一致性问题 Cache 一致性问题出现的原因是在一个多处理器系统中,每个处理器核心都有独占的Cache 系统(比如一级 Cache 和…
http://www.rdrop.com/users/paulmck/scalability/paper/whymb.2010.07.23a.pdf Shared-Memory Synchronization-Morgan & Claypool(2013) http://www.amazon.com/Shared-Memory-Synchronization-Synthesis-Lectures-Architecture/dp/160845956X http://fgiesen.wordpres…
转自:http://www.wowotech.net/kernel_synchronization/memory-barrier.html 一.前言 我记得以前上学的时候大家经常说的一个词汇叫做所见即所得,有些编程工具是所见即所得的,给程序员带来极大的方便.对于一个c程序员,我们的编写的代码能所见即所得吗?我们看到的c程序的逻辑是否就是最后CPU运行的结果呢?很遗憾,不是,我们的“所见”和最后的执行结果隔着: 1.编译器 2.CPU取指执行 编译器将符合人类思考的逻辑(c代码)翻译成了符合CPU…
一.前言 我记得以前上学的时候大家经常说的一个词汇叫做所见即所得,有些编程工具是所见即所得的,给程序员带来极大的方便.对于一个c程序员,我们的编写的代码能所见即所得吗?我们看到的c程序的逻辑是否就是最后CPU运行的结果呢?很遗憾,不是,我们的“所见”和最后的执行结果隔着: 1.编译器 2.CPU取指执行 编译器将符合人类思考的逻辑(c代码)翻译成了符合CPU运算规则的汇编指令,编译器了解底层CPU的思维模式,因此,它可以在将c翻译成汇编的时候进行优化(例如内存访问指令的重新排序),让产出的汇编指…
Linux has supported a large number of SMP systems based on a variety of CPUs since the 2.0 kernel. Linux has done an excellent job of abstracting away differences among these CPUs, even in kernel code. One important difference is how CPUs allow memor…
Memory ordering - Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Memory_ordering https://zh.wikipedia.org/wiki/内存排序 内存排序是指CPU访问主存时的顺序.可以是编译器在编译时产生,也可以是CPU在运行时产生.反映了内存操作重排序,乱序执行,从而充分利用不同内存的总线带宽. 现代处理器大都是乱序执行.因此需要内存屏障以确保多线程的同步. 目录 1编译时内存排序 1.1编译时内存屏障 2运行时内存排序…
What is a memory model, anyway? In multiprocessorsystems, processors generally have one or more layers of memory cache, whichimproves performance both by speeding access to data (because the data iscloser to the processor) and reducing traffic on the…
JMM: Java Memory Model(Java内存模型),围绕着在并发过程中如何处理可见性.原子性.有序性这三个特性而建立的模型. 可见性: JMM提供了volatile变量定义.final.synchronized块来保证可见性. 例如:线程a在将共享变量x=1写入主内存的时候,如何保证线程b读取共享变量x的值为1,这就是JMM做的事情.JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为java程序员提供内存可见性保证. 原子性: JMM提供保证了访问基本数据类型的原子性(其实在…
原文地址:http://www.codeceo.com/article/java-memory-1.html 并发编程模型的分类 在并发编程中,我们需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信.在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间…
1.内存屏障(memory barriers)是一组处理器指令,用于实现对内存操作的顺序限制 2.缓冲行(cache line)CPU高速缓存中可以分配的最小存储单位.处理器填写缓存行时 会加载整个缓存行,现代CPU需要执行几百次CPU指令 3.原子操作(atomic operations)不可中断的一个或一系列操作 4.缓存行填充(cache line fill)当处理器识别到从内存中读取操作数是可缓存的,处理器 填写整个高速缓存行到适当的缓存(L1,L2,L3的或所有) 5.缓存命中(cac…
去年年底的样子,何登成写了一篇关于C/C++ volatile关键字的深度剖析blog(C/C++ Volatile关键词深度剖析).全文深入分析了volatile关键字的三个特性.这里不想就已有内容再做一遍重复,而是再提供一些自己的看法,以完善对volatile的全面认识. 前文一个很好的例子就是: 在这个例子里事实上还引入的另外一个问题,就是多线程环境里该如何使用volatile? 要全面回答这个问题,没那么容易.不过一个已经被很多人接受的结论已经有了,并且很具有权威性.这个结论来自于Lin…
What is RCU, Fundamentally? https://lwn.net/Articles/262464/ If you can fill the unforgiving secondwith sixty minutes worth of distance run,“Highly scalable” your code will be reckoned,And—which is more—you'll have parallel fun! With apologies to Rud…
转载:http://ifeve.com/volatile/ 作者:方 腾飞 花名清英,并发网(ifeve.com)创始人,畅销书<Java并发编程的艺术>作者,蚂蚁金服技术专家.目前工作于支付宝微贷事业部,关注互联网金融,并发编程和敏捷实践. Volatile是轻量级的synchronized,它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”. 可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时,另外一个线程能读到这个修改的值. 共享变量:在多个线程之间能够被共享的变量被称为共享变量.共享变量包括所有的实…
基础 并发编程模型的分类 在并发编程中,我们需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信.在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信. 同步是指程序用于控制不同线程之间操作发生相对顺序的机制.在共享内…
为并发吞吐性能所做的优化 ConcurrentHashMap使用了一些技巧来获取高的并发性能,同时避免了锁.这些技巧包括: 为不同的Hash bucket(所谓hash bucket即不同范围的key的hash值)使用多个写锁: 利用JMM(Java Memory Model,java内存模型)的不确定性使得持有锁的时间最小化,或者从根本上避免使用锁. ConcurrentHashMap为最常用的场景进行了优化,比如获取一个已经存在于Map中的值.事实上,绝大多数成功的get()操作在运行中根本…
Welcome back to what’s going to be the last “official” part of this series – I’ll do more GPU-related posts in the future, but this series is long enough already. We’ve been touring all the regular parts of the graphics pipeline, down to different le…
提纲挈领地说一下Java内存模型: 什么是Java内存模型 Java内存模型定义了一种多线程访问Java内存的规范.Java内存模型要完整讲不是这里几句话能说清楚的,我简单总结一下Java内存模型的几部分内容: (1)Java内存模型将内存分为了 主内存和工作内存 .类的状态,也就是类之间共享的变量,是存储在主内存中的,每次Java线程用到这些主内存中的变量的时候,会读一次主内存中的变量,并让这些内存在自己的工作内存中有一份拷贝,运行自己线程代码的时候,用到这些变量,操作的都是自己工作内存中的那…
转自程晓明的"深入理解Java内存模型"的博客 http://www.infoq.com/cn/articles/java-memory-model-1 并发编程模型的分类 在并发编程中,我们需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信.…
Linux内核同步机制之(一):原子操作 http://www.wowotech.net/linux_kenrel/atomic.html 一.源由 我们的程序逻辑经常遇到这样的操作序列: 1.读一个位于memory中的变量的值到寄存器中 2.修改该变量的值(也就是修改寄存器中的值) 3.将寄存器中的数值写回memory中的变量值 如果这个操作序列是串行化的操作(在一个thread中串行执行),那么一切OK,然而,世界总是不能如你所愿.在多CPU体系结构中,运行在两个CPU上的两个内核控制路径同…
JMM Java Memory Model,Java内存模型,属于语言级的内存模型 并发编程中存在的问题: 如何通信:用于线程之间交换信息.两种方式:共享内存,消息传递 如何同步:用于控制不同线程间操作发生的相对顺序.共享内存的同步是显式的,消息传递的同步是隐式的,因为消息发送必须在消息接受之前,已经隐式包含了这个顺序关系 Java并发采用的是共享内存模型,内存模型的抽象结构如下图: 线程A和线程B通信的两个步骤: 线程A把本地内存中更新过的共享变量刷新到主内存中去 线程B去主内存中读取线程A之…
目录 . 引言 . Linux 中断的概念 . 中断处理流程 . Linux 中断相关的源代码分析 . Linux 硬件中断 . Linux 软中断 . 中断优先级 . CPU在关中断状态下编程要注意的事项 0. 引言 中断是现代计算机体系结构的重要组成部分,我们回顾历史,现代体系结构的基本输入输出方式有三种 . 程序查询: CPU周期性询问外部设备是否准备就绪.该方式的明显的缺点就是浪费CPU资源,效率低下.但是在特定的场景下这种"程序查询"的方式还有有它的用武之地的 例如,在网络驱…
目录 . 引言 . open() syscall . close() syscall 0. 引言 在linux的哲学中,所有的磁盘文件.目录.外设设备.驱动设备全部被抽象为了"文件"这个概念,所以本文提到的"File IO"适用于linux下所有的IO操作,需要明白的的,本文分析的是linux下的IO系统调用对应的内核源代码,linux下每一个系统调用都有对应的内核源代码,而我们在ring3常用的glib c的编程所有的c库API,它们只是对系统调用的一个封装,最终…
JMM:Java Memory Model(Java内存模型),围绕着在并发过程中如何处理可见性.原子性.有序性这三个特性而建立的模型. 可见性:JMM提供了volatile变量定义,final.synchronized块来保证可见性. 如:线程a将共享变量x=1写入内存的时候,如何保证线程b读取到共享变量x的值为1,这就是JMM所做的事情. JMM通过控制内存与每个线程的本地内存之间的交互,来为Java程序员提供内存可见性的保证. 原子性:JMM提供了访问基本数据类型(store和write)…
引言 在多线程并发编程中synchronized和Volatile都扮演着重要的角色,Volatile是轻量级的synchronized,它在多处理器开发中保证了共享变量的“可见性”.可见性的意思是当一个线程修改一个共享变量时,另外一个线程能读到这个修改的值. 它在某些情况下比synchronized的开销更小,本文将深入分析在硬件层面上Inter处理器是如何实现Volatile的,通过深入分析能帮助我们正确的使用Volatile变量. 术语定义 术语 英文单词 描述 共享变量   在多个线程之…
并发编程模型的分类 在并发编程中,我们需要处理两个关键问题:线程之间如何通信及线程之间如何同步(这里的线程是指并发执行的活动实体).通信是指线程之间以何种机制来交换信息.在命令式编程中,线程之间的通信机制有两种:共享内存和消息传递. 在共享内存的并发模型里,线程之间共享程序的公共状态,线程之间通过写-读内存中的公共状态来隐式进行通信.在消息传递的并发模型里,线程之间没有公共状态,线程之间必须通过明确的发送消息来显式进行通信. 同步是指程序用于控制不同线程之间操作发生相对顺序的机制.在共享内存并发…
曾几何时,Boost中有一个Socket库,但后来没有了下文,C++社区一直在翘首盼望一个标准网络库的出现,网络上开源的网络库也有不少,例如Apache Portable Runtime就是比较著名的一个,也有像ACE这样重量级的网络框架.去年,Boost将ASIO纳入了自己的体系,由于Boost的影响力,ASIO有机会成为标准网络库.作者Chris Kohlhoff以ASIO为样本向C++标准委员会提交了一个网络库建议书,里面提到:ASIO的覆盖范围: Networking using TC…