自己寫(xiě)論文的時(shí)候，引用了一篇SIGCOM的文獻(xiàn)，里面有談到Cache Coherency（緩存一致性）和False Shareing（偽共享）的問(wèn)題。那么什么是緩存一致性呢？這個(gè)問(wèn)題困擾了我很久，今天在網(wǎng)上看博文的時(shí)候發(fā)現(xiàn)很詳細(xì)的解釋了這個(gè)問(wèn)題，這也解決了我心中的困惑。
緩存一致性（Cache Coherency）：我們現(xiàn)有的CPU的Cache是有多層結(jié)構(gòu)的，一般每個(gè)CPU會(huì)有一個(gè)私有的L1和L2級(jí)Cache，然后多個(gè)核心CPU共享一個(gè)L3級(jí)緩存。但是這樣一來(lái)有個(gè)問(wèn)題，就是多個(gè)CPU的私有Cache之間需要同步。比如說(shuō)，CPU1上的線程對(duì)全局變量global_counter進(jìn)行了加1操作，這個(gè)被寫(xiě)入的新值存到CPU1的私有緩存里，而CPU2上的線程想要讀global_counter的時(shí)候，而CPU2的私有Cache里的global_counter的值還是舊值，怎么辦呢？這個(gè)任務(wù)就交給Cache Coherency來(lái)完成了。Cache Coherency是一種Cache之間的同步協(xié)議，它其實(shí)就是保證對(duì)某一個(gè)地址的讀操作返回的的值一定是那個(gè)地址的最新值，而這個(gè)值可能是該線程所處CPU寫(xiě)的，也肯能是另外一個(gè)CPU上的線程寫(xiě)的。
問(wèn)題到這里看起來(lái)似乎得到了圓滿的解決，但是當(dāng)多個(gè)CPU對(duì)同一內(nèi)存地址線上的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)，Cache Coherency機(jī)制會(huì)將整個(gè)地址線上的數(shù)據(jù)拷貝到各個(gè)CPU的私有Cache中去了，這樣每個(gè)線程在讀取自己數(shù)據(jù)的時(shí)候也把別人的數(shù)據(jù)讀進(jìn)去了，更新的時(shí)候Cache Coherency為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，不同CPU的Cache之間要進(jìn)行同步，這個(gè)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的性能問(wèn)題，即所謂的False Shareing，在維基百科上給出了詳細(xì)的解釋。解決方案很簡(jiǎn)單，說(shuō)是通過(guò)把每個(gè)數(shù)據(jù)湊齊Cache Line的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)隔離。
參考文獻(xiàn)：
[1]
Wiki:Cache Coherency[2]
Wiki:False Shareing[3]
False sharing問(wèn)題及其解決方法[4]
為什么程序員需要關(guān)心順序一致性（Sequential Consistency）而不是Cache一致性（Cache Coherence？）