并发编程-CPU

cpu上下文切换

• 当前线程执行任务的时间片用完，cpu正常调度下一个任务
• 当前线层执行任务遇到IO阻塞，调度器挂起当前任务，调度下一任务
• 当前任务未获取到锁，被调度器挂起
• 用户代码挂起当前任务，让出cpu时间片
• 硬件中断

cpu缓存

cpu拥有三级缓存：L1，L2，L3，级数约小约靠近cpu，访问速度越快；数据访问：L1->L2->L3->Mermory

• L1是最接近cpu的, 它容量最小, 例如32K, 速度最快,每个核上都有一个L1 Cache
• L2 Cache 更大一些,例如256K, 速度要慢一些, 一般情况下每个核上都有一个独立的L2 Cache
• L3 Cache是三级缓存中最大的一级,例如12MB,同时也是最慢的一级, 在同一个CPU插槽之间的核共享一个L3 Cache

伪共享

MESI协议

• M（modified）：本地处理器修改了该缓存行，本都缓存数据与内存数据不一致
• E（exclusive）：缓存行数据和内存一致，但是其它处理器没有该行数据
• S（share）：缓存行与内存数据一致且可能每个处理器数据均一致
• I（invalid）：缓存失效，不能使用

RFO
Request For Owner请求将当前数据的权限占有，其它处理器该数据缓存行设置为I。

• 线程从a处理器移到b处理器，相应的缓存行会copy到b处理器上，此时如果线程对缓存数据操作，需要发送RFO请求
• 两个不同处理器操作同一个缓存行

一个线程在处理器a上操作x的值，另一个线程在b处理器上操作y的值，但是x，y的值在同一个缓存行上，这两个线程就会轮番发送RFO请求获得该缓存行的权限操作数据；a处理器上的线程更新x的值时b处理器上的线程会将该缓存行设置成I状态，b处理器上的线程更新y的值时a处理器上的线程会将该缓存行设置成I状态，频繁的RFO请求；此时如果有线程要获取该缓存行的值L1，L2都是失效的，只能从L3共享的缓存获取，如果是跨槽读取，L3读取不到则读取内存；表面上x，y的值是被独立的两个线程操作的，但是他们共享一个缓存行，竞争资源来源于共享。