上節提到的：偽共享，今天我們來說說。

那什么是偽共享呢？

這得從CPU的緩存結構說起。以下如圖，CPU一般來說是有三級緩存，1 級，2級，3級，越上面的，越靠近CPU的，速度越快，成本也越高。也就是說速度方面：1級>2級>3級。

圖1

圖2

如上圖2我們來看看不同級別的緩存的時延：

到CPU的延遲CPU時鐘耗時

主內存

很多(Multiple)

~60-80 ns

L3 緩存

~40-45 周期

~15 ns

L2 緩存

~10 周期

~3 ns

L1 緩存

~3-4 周期

~1 ns

寄存器

一周期

小于1ns，飛快

更多CPU架構信息：https://blog.csdn.net/karamos/article/details/80126704

說到這里，我們要理解一個很重要的概念：緩存行。什么是緩存行？

首先我們來看這幾級緩存，其中，1，2級緩存是CPU核心私有的，也就是說每個核，之間不會共享1，2級緩存，那它們之間怎么通信或共享數據呢？

答案是：3級緩存，如下圖：

那core1,和core2之間，是通過什么方式共享緩存呢？

答案是：緩存行!

什么是緩存行？簡單來說，就是CPU內核之間共享數據的最小單位。如下圖：x,y是在同一個緩存行，那每次CPU內核之間通信時交換x,y值，可以同時共享兩個值。是不是很高效？

是的，一般情況下，如果x,y是屬于數組內的數據 ，是可以達到高效共享數據的功能，但問題又來了：如果，x,y并不屬于同一數組，x屬于core1,而y屬于core2，這個時候，如果core1更新了x,會導致y值失效了。為什么失效了，因為他們在同一緩存行。這時，只有把緩存行 flush到主存后, 其他內核中的相應的緩存行才會被置為過期數據,而緩存行什么時候flush到memory, 這個是有一定延時的 ,在這個延時當中, 其他CPU core是無法得知你的更新的 。那么內核core2再去讀取Y的值時，由于L1的緩存里的數據已失效，那么就需要從L3獲取，然后放入L2，再放入L1。 這樣核心2讀取Y值就需要從L3級的緩存讀了。但是明明是內核core1修改的X的值，卻影響到內核2去讀取Y值了。同理，如果是內核2去修改Y的值，也會影響內核1去讀取X的值。

簡單來說，x,y同放在緩存行，而且它們又屬于不同CPU內核的數據值(事實上CPU內核也就是代碼中的：線程)。那就會因為各自更新其中一個值，而導致緩存失效。

這就是著名的偽共享問題。

有沒有什么解決方案呢？

有的。

方案是：緩存行填充。

還是回到上面的例子，如果x,y同放到同一個緩存行，會造成偽共享。很簡單，那就不要放在一起好了！

比如：x有8byte(字節),而一般緩存行總共有64byte。那其他剩下的位置，我們就用預定的空變量填充就行了，代碼如下 (java6版本)：

public final static classVolatileLong {

public volatile long x= 0L;

public long p1, p2, p3, p4, p5, p6,p7;//緩存行填充}

這個時候，core1更新x值，也就不會影響y值，從而造成偽共享問題。

上面的代碼是java6的解決方案。

JAVA 8下的方案

在JAVA 8中，緩存行填充終于被JAVA原生支持了。JAVA 8中添加了一個@Contended的注解，添加這個的注解，將會在自動進行緩存行填充，如下代碼：

import sun.misc.Contended;

@Contended

public class VolatileLong {

public volatile long value = 0L;

}

執行時，必須加上虛擬機參數-XX:-RestrictContended，@Contended注釋才會生效。很多文章把這個漏掉了，那樣的話實際上就沒有起作用。

這就是偽共享的解決方案，多么簡單！

本系列完畢！

如果各位讀者，還有什么意見或建議，歡迎拍磚吐槽！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java并发 cpu高_java高并发核心要点|系列5|CPU内存伪共享的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。