缓存行和伪共享.md

缓存行 - Cache Line

CPU 读取主存目标数据到缓存中，往往会顺带读取目标数据地址附近的数据

多核 CPU 缓存间的缓存一致性协议(以 MESI 为例)

MESI ---> Modified Exclusive Shared Invalid

发生过程：

1. CoreA 读取变量 a 到自己的缓存行，顺带着读取到了变量 b，此时是 Exclusive 状态

2. 此时 CoreB 读取变量 b 到自己的缓存行中，顺带着读取到了变量 a，变成了 Shared 状态

3. CoreA 此时修改了自己缓存中 a 的值，变为 Modified 状态，并通知了 CoreB，此时 CoreB 会将自己的缓存行置为 Invalid 状态

4. 这时 CoreB 要想操作 b 的化就要重新从内存中读取 b，而 b 和 a 也在 CoreA 的缓存行中，需要 CoreA 把它的缓存行数据刷新到主存中

5. 以上现象就是伪共享，即使处理的是不同数据，因为在同一个缓存行中而导致 cache miss，增加了两次 CPU 与主存的交互

@Contended 注解

• 缓存行填充注解，注解在字段上，会使对应字段只出现在自己的缓存行里(加 padding).注解在类上，会给类的所有字段加 padding
• 默认只对 JDK 内部的类生效，可以通过 VM 参数 -XX:-RestrictContended 来解除这个限制
• 默认 padding 大小是 128 bytes,也可以通过 VM 参数 -XX:ContendedPaddingWidth=XX 来指定，值在 [0 - 8192] 之间
• 禁用缓存行填充： -XX:-EnableContended

使用示例

• Striped64
• Thread 中实现 ThreadLocalRandom 的几个关键字段
• ForkJoinPool
• ConcurrentHashMap
• Exchanger

参考

java-false-sharing-contended