JAVA并发算法中伪共享导致性能崩溃的问题复现与优化 大家好，今天我们来聊聊一个在并发编程中经常被忽视，但威力巨大的性能杀手：伪共享。它就像隐藏在代码深处的幽灵，悄无声息地吞噬着程序的性能，尤其是在高并发、多核 CPU 的环境下。 什么是伪共享？ 要理解伪共享，首先要了解 CPU 的缓存体系。现代 CPU 为了提高数据访问速度，引入了多级缓存（L1、L2、L3 Cache）。这些缓存以缓存行（Cache Line）为单位进行管理，通常大小是 64 字节（这个值会因 CPU 架构而异，可以通过 sysconf(_SC_LEVEL1_DCACHE_LINESIZE) 获取）。 伪共享指的是多个线程修改不同的变量，但这些变量却位于同一个缓存行中，导致缓存一致性协议（例如 MESI 协议）频繁生效，使得缓存行在多个 CPU 核心之间来回传递，从而降低性能。 为了更好地理解，我们先看一个简单的例子： public class FalseSharing { private static final int NUM_THREADS = 4; private static final long ITE …
JAVA并发程序中伪共享问题的识别方式与Padding优化策略
JAVA并发程序中的伪共享问题识别与Padding优化策略 各位好，今天我们来聊聊Java并发编程中一个容易被忽视但又影响性能的问题：伪共享（False Sharing）。我们将深入探讨什么是伪共享，如何识别它，以及如何利用Padding等策略来优化代码，提升并发性能。 1. 什么是伪共享？ 在多核处理器系统中，每个CPU核心都有自己的高速缓存（Cache）。为了提高数据访问速度，缓存以缓存行（Cache Line）为单位进行数据存储和读取。一个缓存行通常包含多个连续的字节（例如，64字节）。 伪共享指的是，多个线程分别访问不同的变量，但这些变量恰好位于同一个缓存行中。当一个线程修改了其中一个变量时，整个缓存行都会失效，导致其他线程需要重新从主内存加载数据。即使这些线程实际上访问的是不同的变量，由于它们共享同一个缓存行，仍然会产生竞争，降低并发性能。 可以把缓存行想象成一个房间，房间里住了几个人（线程）。每个人有自己的东西（变量），但如果一个人改动了房间里的东西，比如重新装修，其他人就得重新适应，甚至离开房间重新进入（从主内存加载）。 举例说明： 假设我们有两个线程分别修改变量x和y， …
JAVA并发编程中伪共享问题与缓存行对齐的优化策略
Java并发编程中的伪共享问题与缓存行对齐的优化策略 大家好！今天我们来聊聊Java并发编程中一个隐蔽但影响性能的问题：伪共享（False Sharing），以及如何通过缓存行对齐（Cache Line Padding）进行优化。 1. 什么是伪共享？ 在多核处理器架构下，每个核心都有自己的高速缓存（Cache）。当多个线程同时访问位于同一缓存行（Cache Line）的不同变量时，即使这些变量之间没有逻辑上的依赖关系，也会因为缓存一致性协议而导致性能下降，这就是伪共享。 1.1 缓存行（Cache Line） 缓存行是CPU缓存中最小的存储单元，通常大小为64字节（在某些架构上可能是32或128字节）。当CPU访问内存中的某个数据时，会将包含该数据的整个缓存行加载到缓存中。 1.2 缓存一致性协议 为了保证多核处理器中缓存数据的一致性，需要一种缓存一致性协议，常见的协议有MESI（Modified, Exclusive, Shared, Invalid）。当一个核心修改了缓存行中的数据时，其他核心需要更新或失效它们对应的缓存行，以保证数据的一致性。 1.3 伪共享的成因 假设有两个线 …