每天一道面试题-CPU伪共享

前言：

了不起：又到了每天一到面试题的时候了！学弟，最近学习的怎么样啊

了不起学弟：最近学习的还不错，每天都在学习，每天都在进步！

了不起：那你最近学习的什么呢？

了不起学弟：最近在学习CPU伪共享，但是不太理解，能不能给我讲讲呢？

正文：

首先，我们先了解一下CPU的缓存模型。

CPU的缓存分为三层，一级缓存，二级缓存，三级缓存。

如果要获取一个内存中的数据，首先会从一级缓存中获取，如果一级缓存中没有，就会从二级缓存中获取，如果二级缓存中没有，就会从三级缓存中获取，如果三级缓存中没有，就会从内存中获取。

一级缓存是最快的，越到后面就越慢。那CPU的缓存，是由缓存行组成的，每个缓存行的大小是64字节，也就是说，如果我们要获取一个数据，那么就会把这个数据所在的内存地址，以及这个数据所在的内存地址的前后64字节的数据，都会加载到缓存行中。

聊到这里，我就给大家看看常见的伪共享问题的案例。

假设有两个线程a和b，同时有两个long类型的变量A和B。两个变量都是互相紧挨着的。那线程a要去操作A，就会把变量A和B一起带入的缓存行，线程b要去操作变量B，也会同时把AB带入缓存行。此时如果线程a把A做了修改，再通过BUS总线进行了通知，内存再做了修改。线程b重新从内存获取变量B，那么此时这种还需要从内存获取变量，这就是伪共享了。

伪共享：变量AB毫不相关，但是一旦其中一个变量被修改，另一个变量也会被重新加载。

伪共享的解决方案：

1. 使用缓存行填充，也就是说，我们在变量AB之间，加入一些无用的变量，让AB不在同一个缓存行中，这样就不会出现伪共享的问题了。

举例：

  private static class Padding{
    private volatile long a;
    public volatile long a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7;
    private volatile long b;
  }

2.使用@Contened注解在变量上，同时在jdk8中还需要在jvm启动参数中加入-XX:-RestrictContended，jdk8以上的版本就不需要这个参数即可，这样就可以解决伪共享的问题了。

  private static class Padding{
    @Contended
    private volatile long a;
    @Contended
    private volatile long b;
  }

结尾：

今天就给大家分享了一下关于CPU伪共享的问题，大家如果对CPU缓存模型那块还有疑问，可以多查找一下资料，比如MESI缓存一致模型等等。