简述一下伪共享的概念以及如何避免

缓存行

计算机工程师为了提高 CPU 的利用率，平衡 CPU 和内存之间的速度差异，在CPU 里面设计了三级缓存。 CPU 在向内存发起 IO 操作的时候，一次性会读取 64 个字节的数据作为一个缓存行，缓存到 CPU 的高速缓存里面。 在 Java 中一个 long 类型是 8 个字节，意味着一个缓存行可以存储 8 个 long 类型的变量。 这个设计是基于空间局部性原理来实现的，也就是说，如果一个存储器的位置被引用， 那么将来它附近的位置也会被引用。 所以缓存行的设计对于 CPU 来说，可以有效的减少和内存的交互次数，从而避免了 CPU 的 IO 等待，以提升 CPU 的利用率。

伪共享问题

正是因为这种缓存行的设计，导致如果多个线程修改同一个缓存行里面的多个独立变量的时候，基于缓存一致性协议，就会无意中影响了彼此的性能，这就是伪共享的问题。 （如图）像这样一种情况，CPU0 上运行的线程想要更新变量 X、CPU1 上的线程想要更新变量 Y，而 X/Y/Z 都在同一个缓存行里面。每个线程都需要去竞争缓存行的所有权对变量做更新，基于缓存一致性协议。一旦运行在某个 CPU 上的线程获得了所有权并执行了修改，就会导致其他 CPU 中的缓存行失效。

这就是伪共享问题的原理。

解决问题 

因为伪共享会问题导致缓存锁的竞争，所以在并发场景中的程序执行效率一定会收到较大的影响。这个问题的解决办法有两个：

• 使用对齐填充，因为一个缓存行大小是 64 个字节，如果读取的目标数据小于 64个字节，可以增加一些无意义的成员变量来填充。
• 在 Java8 里面，提供了@Contented 注解，它也是通过缓存行填充来解决伪共享问题的，被@Contented 注解声明的类或者字段，会被加载到独立的缓存行上。