各位观众,各位朋友,各位同行,大家好!今天咱们聊点儿刺激的——CPU缓存一致性与伪共享!这俩哥们儿,一个管秩序,一个专门捣乱,都是并发编程里绕不开的坑。如果你写的并发程序慢得像蜗牛,那很可能就是它们在背后搞鬼。 第一章:CPU缓存——速度与激情的碰撞 想象一下,CPU就像个超级计算器,速度快到飞起。但是,它和内存之间隔着十万八千里,数据传输速度慢得让人抓狂。怎么办?聪明的人类发明了CPU缓存! CPU缓存就像CPU的小金库,把常用的数据放进去,CPU要用的时候直接从金库里拿,速度嗖嗖的!缓存分好几级,L1、L2、L3,L1最快最小,L3最慢最大。 // 假设我们有个简单的结构体 struct Data { int a; int b; }; // CPU访问Data.a的时候,会把Data整个缓存行都加载到缓存里 这里,Data结构体的数据会被加载到一个缓存行中。缓存行是缓存的基本单位,通常是64字节(也可能是其他大小,取决于CPU架构)。 第二章:缓存一致性——维持秩序的警察叔叔 好了,现在每个CPU都有自己的小金库了,问题来了:如果多个CPU同时修改同一个数据,那大家的金库里的数据就 …
C++ 伪共享(False Sharing)与缓存行对齐:并发性能陷阱与优化
好的,各位观众老爷,欢迎来到“并发性能大作战”现场!今天咱们要聊的是一个听起来玄乎,但实际能让你程序慢到哭的家伙——伪共享(False Sharing)。 开场白:并发的理想与现实 咱们写并发程序,图的是啥?当然是更快!理想很丰满,觉得多线程一开,CPU核心火力全开,程序速度噌噌往上涨。但现实往往很骨感,有时候线程越多,速度反而越慢,甚至不如单线程! 罪魁祸首之一,就是咱们今天要说的伪共享。 第一幕:缓存的故事 要理解伪共享,得先了解CPU缓存的工作原理。CPU速度太快了,内存速度跟不上,所以CPU里搞了几层缓存,L1、L2、L3,越靠近CPU速度越快,容量越小。 缓存可不是按字节存储的,它按缓存行(Cache Line)存储。缓存行通常是64字节,也有的是128字节。你可以把缓存想象成一排一排的抽屉,每个抽屉就是一个缓存行。 CPU从内存读取数据时,不是一个字节一个字节读,而是一次读一个缓存行。同样,CPU写数据时,也是写一个缓存行。 第二幕:伪共享的真面目 好了,缓存行的概念有了,现在隆重推出咱们的“伪共享”主角。 想象一下,你有两个线程,线程A修改变量A,线程B修改变量B。变量A …
RedisBloom 的布隆过滤器误报率(False Positive Rate)与容量设计
好的,各位观众,各位技术狂人们,欢迎来到今天的“RedisBloom:布隆过滤器误报率与容量设计”专场脱口秀!我是你们的老朋友,代码界的段子手——Bug终结者。今天,咱们不聊风花雪月,只谈技术硬核,保证让你们听得笑出腹肌,学得茅塞顿开! 开场白:布隆过滤器,你是我的小呀小苹果🍎 在浩瀚的数据海洋里,我们经常面临一个难题:如何快速判断一个元素是否存在于一个巨大的集合中? 难道每次都要遍历整个集合?这效率,简直比蜗牛🐌爬树还慢! 这时候,我们的救星——布隆过滤器(Bloom Filter)闪亮登场!它就像一位超级记忆大师,能告诉你某个东西“可能”存在于你的收藏里,或者“肯定”不存在。 注意,是“可能”存在,这说明它有那么一丢丢概率会犯错,也就是所谓的“误报”。 第一幕:布隆过滤器的“前世今生” 布隆过滤器并非横空出世,它的灵感来源于一位名叫布隆(Bloom)的大佬。这位大佬在1970年提出了这个巧妙的数据结构,用于解决信息检索领域的问题。 简单来说,布隆过滤器是一个空间效率极高的概率型数据结构,用于测试一个元素是否在一个集合中。 它的核心思想是: 位数组(Bit Array): 初始化一个 …