并发中的伪共享问题

伪共享问题的表现是：并发的修改在一个缓存行中的多个独立变量，看起来是并发执行的，但实际在CPU处理的时候，是串行执行的，并发的性能大打折扣。

这个涉及到 MESI（缓存一致性协议），参考链接：伪共享问题

伪共享的原因就是 CPU 在 Invalid 的时候，是会直接废除一行的！

如果 两个变量 （a,b） 同时在一个 Cache Line 中，处理器A修改了变量a ，那么处理器B中，这个 CacheLine 失效了，这个时候如果处理器B修改了变量b的话，就必须先提交处理器A的缓存，然后处理器B再去主存中读取数据！这样就出现了问题，a和b在两个处理器上被修改，本应该是一个并行的操作，但是由于缓存一致性，却成为了串行！这样会严重的影响并发的性能！

解决方案：

Java中提供给了我们两种方案：

填充法 和 Contended 注解

1. 填充法：就是 扩大对象的大小，这样，就可以一个缓冲行中，只存在一个对象！这样，就不会导致结果是串行执行了！

public class DataPadding{
    long a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8;//防止与前一个对象产生伪共享
    int value;
    long modifyTime;
    long b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7,b8;//防止不相关变量伪共享;
    boolean flag;
    long c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8;//
    long createTime;
    char key;
    long d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7,d8;//防止与下一个对象产生伪共享
}

上面的代码使用，填充法，对象的属性在内存行中的布局如下

value , modifyTime

---

flag

---

createTime
key

2. Contended 注解法：Java1.8 中提供了Contended注解，使用这个注解，VM必须设置 -XX:-RestrictContended

如果在类型上添加Contended注解，那么这个类的对象的每个属性都会在不同的CacheLine中

如果在属性上设置Contended，那么可以指定哪些 属性 处于一个CacheLine中

@SuppressWarnings("restriction")
public class ContendedGroupData {
    @sun.misc.Contended("group1")
    int value;
    @sun.misc.Contended("group1")
    long modifyTime;
    @sun.misc.Contended("group2")
    boolean flag;
    @sun.misc.Contended("group3")
    long createTime;
    @sun.misc.Contended("group3")
    char key;
}

这个伪共享的注解，在 LongAddr 和 ConcurrentHashMap 中得到了很多的运用，对于并发的修改一个对象中的多个属性的时候，应该防止伪共享！