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硬件事務(wù)內(nèi)存有潛力允許多個線程同時以推測方式訪問相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并使緩存一致性協(xié)議確定是否發(fā)生沖突。 HTM旨在為您提供細粒度鎖定的可伸縮性，粗粒度鎖定的簡單性以及幾乎沒有鎖定的性能。 如果JVM支持，則您的程序或庫是使用過程粒度鎖定編寫的，這可能意味著您的應(yīng)用程序只需很少的更改即可擴展到更多的內(nèi)核。

雖然在C和C ++中添加對此的支持并非易事，但可以在不更改字節(jié)碼的情況下添加對JVM生成的本機代碼的支持。

簡而言之，這可以允許許多線程以推測方式并發(fā)地為鎖執(zhí)行同步塊，甚至并發(fā)寫入，并且處理器可以確定這是否是問題，然后重復(fù)執(zhí)行該塊直到?jīng)]有問題為止。

什么是硬件事務(wù)內(nèi)存，它將花費多少？

硬件事務(wù)內(nèi)存已經(jīng)存在了一段時間，但是直到最近它才成為主流。 隨著英特爾為其第四代i3 / i5 / i7處理器（Haswell）和其E3-1200 v3（最多4核，一個插槽ATM）系列處理器中的某些處理器提供支持，新的基于Intel的計算機可廣泛使用。 可能是在今年下半年或明年，我們才能看到更多的核心，這意味著HTM將會真正發(fā)揮作用。 AFAIK和AMD計劃很快添加此功能。

順便說一句，Azul的Vega系統(tǒng)已經(jīng)使用了這項技術(shù)已有近十年的時間，我希望Azul能夠最好地首先在JVM中實現(xiàn)該技術(shù)。

您將購買（也許已經(jīng)購買）的硬件將執(zhí)行此操作。 許多新型號的筆記本電腦都具有Haswell處理器，因為它們顯著改善了功耗。

如何運作？

Java中經(jīng)常使用同步塊，以防萬一。 為了簡化代碼，這些鎖通常比最佳鎖要粗糙得多。例如，對于任何操作，Hashtable鎖整個對象/映射，而具有精細鎖定的ConcurrentHashMap鎖。 編寫細粒度鎖定很難正確，因此更容易出錯。 硬件事務(wù)存儲的目標是支持過程粒度鎖定，但要獲得精細粒度鎖定的好處。 這對于重新優(yōu)化代碼不可行的代碼特別有用。

例

private final Map map = new HashMap<>(); public synchronized PooledObject acquireObject(String key) {PooledObjectobject = map.get(key);if (object == null)map.put(key, object = new PooledObject());return map; }

您可能會想到這種情況

• 只看地圖
• 更新地圖，但是在不同的地方，例如不同的鍵。
• 很少嘗試一次在兩個線程中更新同一密鑰。

你想要的是

• 線程之間的并發(fā)執(zhí)行。
• 與沒有鎖定的代碼相比，開銷很小。
• CPU或JVM可以完成所有工作來優(yōu)化此功能，即您不必更改代碼。

如果沒有HTM，則即使大多數(shù)情況是讀取操作，同步塊也需要獲得鎖并強制執(zhí)行序列化訪問。

使用HTM，字節(jié)碼可以變成偽碼，像這樣

public PooledObject acquireObject(String key) {int code;do {xbegin();PooledObjectobject = map.get(key);if (object == null)map.put(key, object = new PooledObject());return map;} while((code = xend()) == RETRYABLE);if (code != DONE) {// take corrective action such as// obtain a normal lock and repeat} }

XEND指令劃定了檢查緩存中的推測性讀集和寫集的終點，以查看其中是否有被其他CPU /線程修改過的任何被訪問的緩存行。 如果不是，則所做的更改將被提交。 否則，將放棄所有更改，并且可以重復(fù)循環(huán)。

注意：回滾事務(wù)意味著撤消更改，甚至可能意味著回滾沒有明顯副作用的對象創(chuàng)建。 如果確實有副作用，則可以使用XABORT指令來觸發(fā)事務(wù)中止，并且需要運行后備代碼。

比較和交換限制為64位，這些事務(wù)的限制是多少？

限制是您可以在L1緩存中存儲的行數(shù)。 最多32 KB。 如果您有超線程，則可能只有一半，即16 KB。 同樣，L1緩存是8路關(guān)聯(lián)的，因此在最壞的情況下，哈希到同一存儲桶的9條緩存行可能導(dǎo)致事務(wù)失敗。 （具有超線程的情況較少），盡管如此，它比CAS 64位或128位的2CAS高得多，并且靈活得多。

使用后退編寫此事務(wù)鎖定結(jié)構(gòu)，以使用C之類的語言添加樣板和重復(fù)代碼。

結(jié)論

這種模式的優(yōu)點在于它可以應(yīng)用于已經(jīng)編譯過的Java代碼，并且可以作為開源庫使用。 與需要大量返工才能利用此功能的C代碼不同，Java程序無需重新編譯即可利用HTM。 我們需要的是更改JVM。

注釋（對我之前所說的內(nèi)容進行了一些更正/澄清）

為了我; 我相信“酷”技術(shù)會引起廣泛的興趣，即使沒有證明廣泛的實用性。 我相信在主流JVM中實現(xiàn)此功能將挑戰(zhàn)甚至是經(jīng)驗豐富的開發(fā)人員“了解”多線程編程的知識。

雖然某些Haswell處理器中提供了Intel TSX，但并非所有Haswell處理器中都提供了Intel TSX。 您應(yīng)該在ARK上與Haswell進行聯(lián)系，并查看Intel TSX-NI是Yes 。

已經(jīng)注意到，這對于調(diào)優(yōu)的代碼可能沒有太大的區(qū)別。 英特爾TSX的設(shè)計師Ravi Rajwar在QCon SF 2012上的主題為 “ 機械同情”的主題 是“英特爾的下一代微體系結(jié)構(gòu)代號Haswell ”。 如果您看一下第29頁，它向我建議，細粒度的代碼無論如何都將在內(nèi)核之間很好地擴展，并且不會獲得太多收益。 TSX可能會幫助您的是粗粒度鎖定。

有關(guān)更多技術(shù)細節(jié)，我建議您閱讀Gil Tene在機械同情小組上的帖子 。 與我見過的任何人相比，他在調(diào)優(yōu)JVM以支持HTM方面都有第一手的經(jīng)驗。

參考文獻

• 投機鎖定：打破規(guī)模壁壘（JAOO 2005），由阿祖爾（ Azul）的吉爾·泰恩（Gil Tene）撰寫。
• Sun Microsystems的David Dice，Yossi Lev，Mark Moir，Daniel Nussbaum，Marek Olszewski 的商業(yè)硬件事務(wù)存儲實現(xiàn)的早期經(jīng)驗（2009年10月） 。
• Wikipedia上的事務(wù)同步擴展
• 基準：SiSoftware的Haswell的TSX和內(nèi)存事務(wù)處理吞吐量（HLE和RTM）
• 享受來自英特爾的英特爾?事務(wù)同步擴展的樂趣
• 事務(wù)性內(nèi)存支持：英特爾的speculative_spin_mutex
• Johan De Gelas 對英特爾Haswell事務(wù)同步擴展的理解。

參考： Java中的硬件事務(wù)存儲，或者為什么同步將變得涼爽 ，我們的JCG合作伙伴 Peter Lawrey在Vanilla Java博客上發(fā)表了文章。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2014/02/hardware-transactional-memory-in-java-or-why-synchronized-will-be-cool-again.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java中的硬件事务性内存，或者为什么同步将再次变得很棒的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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