1 cache简介 1.1 cache缓存映射规则 tag查看cache是否匹配,set index |tag |set index |block offset ||20-bit |7-bit |5bit | 1.2 cache 组织方式 Cache 全关联cache 组关联cache 4路组关联 四路组关联:cache包括128个cache set(不为0表示组关联,为0表示全关联fully Associative cache)每个cache set包含四个cache line(四路,同一数据…

在高并发模型中,无是面对物理机SMP系统模型,还是面对像JVM的虚拟机多线程并发内存模型,指令重排(编译器.运行时)和内存屏障都是非常重要的概念,因此,搞清楚这些概念和原理很重要.否则,你很难搞清楚哪些操作是在并发先绝对安全的?哪些是相对安全的?哪些并发同步手段性能最低?valotile的二层语义分别是什么?等等. 本来打算自己写一篇有关JVM内存模型的博文,后来整理资料的时候偶然发现一篇很好的相关文章(出自美团点评团队),个人感觉这篇文章写得比较全面,最起码概念层的东西讲清楚了,遂转载给大家.…

处理器的乱序和并发执行 目前的高级处理器,为了提高内部逻辑元件的利用率以提高运行速度,通常会采用多指令发射.乱序执行等各种措施.现在普遍使用的一些超标量处理器通常能够在一个指令周期内并发执行多条指令.处理器从L1 I-Cache预取了一批指令后,就会分析找出那些互相没有关联可以并发执行的指令,然后送到几个独立的执行单元进行并发执行.比如下面这样的代码(假定编译器不做优化): z = x + y;p = m + n; CPU就有可能将这两行无关代码分别送到两个算术单元去同时执行.像Freescal…

volatile类型修饰符 本篇文章的目的是为了自己梳理面试知识点, 在这里做一下笔记. 绝大部分内容是基于这些文章的内容进行了copy+整理: 1. http://www.infoq.com/cn/articles/ftf-java-volatile 2. http://www.cnblogs.com/Mainz/p/3556430.html 后期还会加的内容: https://blog.csdn.net/sunmenggmail/article/details/16335897 http:/…

关键词:. <Linux并发与同步专题 (1)原子操作和内存屏障> <Linux并发与同步专题 (2)spinlock> <Linux并发与同步专题 (3) 信号量> <Linux并发与同步专题 (4) Mutex互斥量> <Linux并发与同步专题 (5) 读写锁> <Linux并发与同步专题 (6) RCU> <Linux并发与同步专题 (7) 内存管理中的锁> <Linux并发与同步专题 (8) 最新更新与展望…

在高并发模型中,无是面对物理机SMP系统模型,还是面对像JVM的虚拟机多线程并发内存模型,指令重排(编译器.运行时)和内存屏障都是非常重要的概念,因此,搞清楚这些概念和原理很重要.否则,你很难搞清楚哪些操作是在并发先绝对安全的?哪些是相对安全的?哪些并发同步手段性能最低?valotile的二层语义分别是什么?等等. 本来打算自己写一篇有关JVM内存模型的博文,后来整理资料的时候偶然发现一篇很好的相关文章(出自美团点评团队),个人感觉这篇文章写得比较全面,最起码概念层的东西讲清楚了,遂转载给大家.…

目录 1. 前言2 2. 结论2 3. volatile应用场景3 4. 内存屏障(Memory Barrier)4 5. setjmp和longjmp4 1) 结果1(非优化编译:g++ -g -o x x.cpp -O0) 5 2) 结果2(优化编译:g++ -g -o x x.cpp -O2) 6 6. 不同CPU架构的一致性模型6 7. x86-TSO7 8. C++标准库对内存顺的支持7 1) 头文件<stdatomic.h> 7 2) 头文件<atomic> 8 附1:…

=================                          LINUX内核内存屏障                          ================= By: David Howells <dhowells@redhat.com>     Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> 译: kouu <kouucocu@126.com> 出处: Linux内核文档 -- Docum…

CPU性能优化手段 - 缓存 为了提高程序的运行性能, 现代CPU在很多方面对程序进行了优化例如: CPU高速缓存, 尽可能的避免处理器访问主内存的时间开销, 处理器大多会利用缓存以提高性能 多级缓存 L1 Cache (一级缓存)是CPU第一层高速缓存, 分为数据缓存和指令缓存, 一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-4096kbL2 Cache (二级缓存) 由于L1高速缓存的容量限制, 为了再次提高CPU的运算速度, 在CPU外部放置一高速缓存存储器, 即二级缓存L3 Cache(三…

接下来看看volatile是如何解决上面两个问题的: 被volatile修饰的变量在编译成字节码文件时会多个lock指令,该指令在执行过程中会生成相应的内存屏障,以此来解决可见性跟重排序的问题. 内存屏障的作用: 1.在有内存屏障的地方,会禁止指令重排序,即屏障下面的代码不能跟屏障上面的代码交换执行顺序. 2.在有内存屏障的地方,线程修改完共享变量以后会马上把该变量从本地内存写回到主内存,并且让其他线程本地内存中该变量副本失效(使用MESI协议) 作者:凌风郎少链接:https://www.ji…

一.摘要 三级缓存,MESI缓存一致性协议,指令重排,内存屏障,JMM,volatile.单拿一个出来,想必大家对这些概念应该有一定了解.但是这些东西有什么必然的联系,或者他们之间究竟有什么前世今生想必是困扰大家的一个问题.为什么有了MESI协议,我们还需要volatile?内存屏障的由来?指令重排带来的问题?下面我们通过分析每一个技术的由来,以及带来的负面影响,跟大家探讨一下这些技术之间的联系.具体每个关键词相关文章也很多不再赘述,只谈个人理解. 二.三级缓存篇 1,三级缓存的由来 CPU的发…

CPU性能优化 - 缓存 为了提高程序运行的性能,现代CPU在很多方面会对程序进行优化.CPU的处理速度是很快的,内存的速度次之,硬盘速度最慢.在cpu处理内存数据中,内存运行速度太慢,就会拖累cpu的速度.为了解决这样的问题,cpu设计了多级缓存策略. CPU分为三级缓存: 每个CPU都有L1,L2 但是L3是多核公用的. L1 Cache (一级缓存)是CPU第一层告诉缓存,分为数据缓存和指令缓存.一般服务器的CPU的L1缓存的容量通常在32-4096K L2 Cache (二级缓存)由于L…

根据该文章整理 https://blog.csdn.net/myxmu/article/details/8035025 1 解决的问题 内存屏障主要解决了单处理器下的乱序问题和多处理器下的内存同步问题. 2 为什么会乱序 现在的CPU一般采用流水线来执行指令.一个指令的执行被分成:取指.译码.访存.执行.写回.等若干个阶段.然后,多条指令可以同时存在于流水线中,同时被执行. 指令流水线并不是串行的,并不会因为一个耗时很长的指令在"执行"阶段呆很长时间,而导致后续的指令都卡在"…

一.CPU高速缓存简单介绍 CPU高速缓存机制的引入,主要是为了解决CPU越来越快的运行速度与相对较慢的主存访问速度的矛盾.CPU中的寄存器数量有限,在执行内存寻址指令时,经常需要从内存中读取指令所需的数据或是将寄存器中的数据写回内存.而CPU对内存的存取相对CPU自身的速度而言过于缓慢,在内存存取的过程中CPU只能等待,机器效率太低. 为此,设计者在CPU与内存之间引入了高速缓存.CPU中寄存器的存储容量小,访问速度极快:内存存储容量很大,但相对寄存器而言访问速度很慢.而高速缓存的存储大小和访…

如何打破双亲委派机制 继承ClassLoader类后重写loadClass方法 如何指定自定义ClassLoader中的parent 默认parent是appClassLoader,可以通过ClassLoader构造方法指定 存储器的层器结构 为什么要缓存行对齐 有多个CPU或者多个核,他们都有自己的高速缓存,但是高速缓存都是先从内存中的L3高速缓存中读数据,每次读一行也就是64字节.所以当多个CPU或者多个核从L3高速缓存中读了同一缓存行到他们内部的高速缓存中,当有一个CPU或核修改了缓存行中…

JMM (Java内存模型) Java线程的实现 实现线程主要有三种方式,Java线程从JDK1.3后采用第一种方式实现: 使用内核线程实现(1:1实现) 使用用户线程实现(1:N实现) 使用用户线程加轻量级进程混合实现(N:M实现) KTL: 内核线程 LWP:轻量级进程 UT:用户线程 线程之间通信机制 Java并发采用的是共享内存模型 共享内存 消息传递 重排序 包括: 编译器优化的重排序. 指令级并行的重排序.如果不存在数据依赖性,处理器可以改变语句对应机器指令的执行顺序. 内存系统的重…

小结: 1. 很多时候,编译器和 CPU 引起内存乱序访问不会带来什么问题,但一些特殊情况下,程序逻辑的正确性依赖于内存访问顺序,这时候内存乱序访问会带来逻辑上的错误, 2. https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/memory-barriers.txt#L111 ============================ ABSTRACT MEMORY ACCESS MODEL ===================…

https://baike.baidu.com/item/内存屏障 内存屏障,也称内存栅栏,内存栅障,屏障指令等, 是一类同步屏障指令,是CPU或编译器在对内存随机访问的操作中的一个同步点,使得此点之前的所有读写操作都执行后才可以开始执行此点之后的操作.   中文名 内存屏障 别    称 内存栅栏,内存栅障 性    质 同步屏障指令 条    件 现代计算机为了提高性能 简介 编辑 大多数现代计算机为了提高性能而采取乱序执行,这使得内存屏障成为必须. 语义上,内存屏障之前的所有写操作都要写入…

前言 内存屏障(英语:Memory barrier),也称内存栅栏,内存栅障,屏障指令等,是一类同步屏障指令,它使得 CPU 或编译器在对内存进行操作的时候, 严格按照一定的顺序来执行, 也就是说在内存屏障之前的指令和内存屏障之后的指令不会由于系统优化等原因而导致乱序. 大多数现代计算机为了提高性能而采取乱序执行,这使得内存屏障成为必须. 语义上,内存屏障之前的所有写操作都要写入内存:内存屏障之后的读操作都可以获得同步屏障之前的写操作的结果.因此,对于敏感的程序块,写操作之后.读操作之前可以插入…

请看下面的代码并尝试猜测输出: 可能一看下面的代码你可能会放弃继续看了,但如果你想要彻底弄明白volatile,你需要耐心,下面的代码很简单! 在下面的代码中,我们定义了4个字段x,y,a和b,它们被初始化为0 然后,我们创建2个分别调用Test1和Test2的任务,并等待两个任务完成. 完成两个任务后,我们检查a和b是否仍为0, 如果是,则打印它们的值. 最后,我们将所有内容重置为0,然后一次又一次地运行相同的循环. using System; using System.Threading;…

       要了解如何使用memory barrier,最好的方法是明白它为什么存在.CPU硬件设计为了提高指令的执行速度,增设了两个缓冲区(store buffer, invalidate queue).这个两个缓冲区可以避免CPU在某些情况下进行不必要的等待,从而提高速度,但是这两个缓冲区的存在也同时带来了新的问题.下面我们一步步来分析说明 1. cache一致性问题 Cache 一致性问题出现的原因是在一个多处理器系统中,每个处理器核心都有独占的Cache 系统(比如一级 Cache 和…

案例如下的.我个人理解是不会出现出现0,0的结果,但是很明显出现了. 说明对我对 Volatile\内存屏障\乱序排序的理解是不对. 今天就通过这个案例,理清这些概念. using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; namespace MemoryBarriers { class Program { static volatile int x, y, a, b; static void Main() { w…

在多核(SMP)多线程的情况下,如果不知道CPU乱序执行的话,将会是一场噩梦,因为无论怎么进行代码Review也不可能发现跟内存屏障(MB)相关的Bug.内存屏障分为两类: 跟编译有关的内存屏障: 告诉编译器,不要优化我,俺不需要 跟CPU有关的内存屏障: 告诉CPU, 不要乱序执行,谢谢 1. NVMeDirect中的内存屏障 /* nvmedirect/include/lib_nvmed.h */ 38 #define COMPILER_BARRIER() asm volatile("&qu…

我不想卷,我是被逼的 在做了几年前端之后,发现互联网行情比想象的差,不如赶紧学点后端知识,被裁之后也可接个私活不至于饿死.学习两周Go,如盲人摸象般不知重点,那么重点谁知道呢?肯定是使用Go的后端工程师,那便利用业余时间找了几个老哥对练一下.其中一位问道在利用多个goroutine发送请求拿到结果之后如果进行销毁.是个好问题,研究了一下需要利用Context,而我一向喜欢研究源码,继续深挖发现细节非常多,于是乎有此这篇文章. 有句话叫做初出茅庐天下无敌,再练三年寸步难行.本着不服输精神回来研究了…

前言 事情是这样的,一位读者看了我的一篇文章,不认同我文章里面的观点,于是有了下面的交流. 可能是我发的那个狗头的表情,让这位读者认为我不尊重他.于是,这位读者一气之下把我删掉了,在删好友之前,还叫我回家种田. 说实话,你说我菜我是承认的,但你要我回家种田,我不理解.为什么要回家种田呢?养猪不比种田赚钱吗? 我想了很久没有想明白,突然,我看到了这个新闻,瞬间明白了读者的用心良苦. 于是,我决定写下这篇文章,好好地分析一下读者提出的几个问题. 读者的观点 针对这位读者的几个观点: volatile…

转自:http://blog.csdn.net/zhang_shuai_2011/article/details/38119657 原文如下: 一. CacheCache一般来说,需要关心以下几个方面1)Cache hierarchyCache的层次,一般有L1, L2, L3 (L是level的意思)的cache.通常来说L1,L2是集成 在CPU里面的(可以称之为On-chip cache),而L3是放在CPU外面(可以称之为Off-chip cache).当然这个不是绝对的,不同CPU的做…

趁周末,把以前的书拿出来,再翻一番,顺便做个笔记: 内存屏障:用来控制和规范cpu对内存操作的顺序的cpu指令. 内存屏障列表: 1.loadload:确保“前者数据装载”先于“后者装载指令”: 2.storestore:确保“前者数据”先于“后者数据”刷入系统内存,且,“前者刷入系统内存的数据”对“后者是可见的”: 3.loadstore:确保“前者装载数据”先于“后者刷新数据到系统内存”: 4.storeload:确保“前者刷入系统内存”的数据对“后者加载数据”是可见: volatile的内…

单例模式的双重校验锁的实现: 第一种: private static Singleton _instance; public static synchronized Singleton getInstance() { if (_instance == null) { _instance = new Singleton(); } return _instance; } 在 static 方法上加 synchronized,等同于将整个类锁住.每当通过此静态方法得到该对象时,就需要同步. 如果是实例…

目录 1. 概述 2. 重排序 2-1. as-if-serial语义 2-2. 重排序的种类 2-3. 从Java源代码到最终实际执行的指令序列, 会分别经历下面3中重排序. 3. 内存屏障类型 3-1. 处理器的重排序规则 3-2. 内存屏障类型表 4. 总结 1. 概述 在执行程序时, 为了提高性能, 编译器和处理器常常会对指令做重排序. 为了实现某些功能有时会禁止某些重排序, 由此引入了内存屏障. 2. 重排序 重排序虽然可以提高程序性能, 但是编译器和处理器不会改变存在数据依赖关系的两…

基本内存屏障 处理器支持那种内存重排序,就会提供能够禁止相应内存重排序的的指令,这些指令就被成为基本内存屏障:StroeLoad屏障.StroeLoad屏障.LoadLoad屏障.LoadStore屏障.基本内存屏障是对一类指令的称呼(可以用XY来标识),这类指令的作用是禁止该指令左侧的X操作与该指令右侧的Y操作之间进行重排序,从而确保该指令左侧的所有X操作先于该指令右侧的Y操作被提交,即内存操作作用到主内存(或高速缓存)上.基本内存屏障只是保障其左侧的X操作先于右侧的Y操作被提交,但是它并不完…