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震惊,用了这么多年的 CPU 利用率,其实是错的

CPU 并非 90% 的时间都在忙着,很大一部分时间在等待,或者说“停顿(Stalled)”了。这种情况表示处理器流水线停顿,一般由资源竞争、数据依赖等原因造成。多数情况下表现为等待访存操作,其中又以读操作为主。在停顿周期内,不能执行指令,这意味着你的程序不往前走。值得注意的是,图中 “Stalled” 状态所占的比例是作者依据生产环境中的典型场景计算而来,具有普遍现实意义。因此,大多时候 CPU 处于停顿状态,而你却不知道,因为 CPU 利用率这个指标没有告诉你真相。通过进一步分析 CPU 停顿的原因,可以指导代码优化,提高执行效率,这是我们深入理解CPU微架构的动力之一。

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Java volatile修饰符的用法及作用详解版

1、               内存访问操作/指令执行操作的乱序:假设每个CPU都分别运行着一个会触发内存访问操作的程序。那么对于这样一个CPU,其内存访问顺序是非常松散的,在保证程序上下文逻辑关系的前提下,CPU可能乱序执行内存操作。此外,编译器也可以将它输出的指令安排成任何它喜欢的顺序,只要保证不影响程序表面的执行逻辑。这里就涉及到了两次可能发生指令重排的情况:一个是编译的时候,由编译原理的知识知道,编译器会对代码进行优化,这一步就涉及到指令重排,当然,编译完成之后的目标代码中指令的顺序就是确定的,不同线程执行该代码的顺序是一样的;另一个就是CPU在执行具体的指令的时候,也会因为计算机当前的状态(比如寄存器的占用情况、ALU的使用情况,cup缓存层的存在等原因)的不同导致指令最终的执行顺序发生变化(实际上,cpu本身并不会对指令进行重排,它本身是按照编译后的顺序来执行指令的,只是由于执行不同的指令需要的时间长短不同,以及缓存层的存在,再加上CPU执行指令的流水线并不是串行化等因素,那么就有可能出现排在靠前位置的指令还没执行完,而排在靠后的指令已经执行完了的情况,这一情况就是所谓的CPU执行指令的乱序,具体原因后面会更详细地解释),尽管这个变化可能不影响最终结果的正确性。

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Linux操作系统分析复习

OS的正常工作依赖于存储程序原理、堆栈、中断三个部分。 linux内核从一个初始化上下文环境的函数开始执行,即start_kernel函数,创建多个进程或者fork(创建一个与原来进程几乎完全相同的进程)若干进程,我们为每个进程维护一个进程描述和以及进程间的关系PCB。 当中断发生的时候,如mykernel中就是时钟中断发生之后,接下来OS就会为各进程进行调度,利用Swich_to函数在调度队列中选取出一个适合的进程(系统会根据中断向量号来调用相应的中断异常程序)。由CPU和内核堆栈保存当前进程的各寄存器信息(CPU要做两件工作,一是将当前的eip和esp压入到当前进程的内核栈,二是将esp指向当前进程的内核栈,并将eip指向中断处理入口,进入到内核态。),将eip指向要调度的进程执行的代码区,开始执行。

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领券