Java `Memory Consistency Models` (`Sequential Consistency`, `Release Consistency`) 与并发可见性

各位观众老爷,大家好!我是你们的老朋友,今天咱们来聊聊 Java 并发编程里一个听起来玄乎,但其实很重要的东西:Java 内存一致性模型(Memory Consistency Models),特别是其中的 Sequential Consistency 和 Release Consistency,以及它们跟并发可见性之间的爱恨情仇。 开场白:并发的“乱”世 想象一下,你在厨房做饭,你老婆(或者老公,或者室友,别杠,这里只是举例子)在客厅看电视。你切菜需要用到冰箱里的食材,你从冰箱里拿出食材,然后开始切菜。而你老婆想知道你今天晚上做什么好吃的,过来问你。 如果你们俩的行为都按照时间顺序来,一切都井然有序。但如果你们俩都想抄近路,比如你一边切菜一边把冰箱门开着,方便下次拿东西;你老婆一边问你做什么菜,一边还在刷手机,时不时回个微信。 这时候,问题就来了: 你可能忘记关冰箱门,导致冰箱里的东西坏掉。 你老婆可能因为看手机没听清你说了什么,导致晚饭没法顺利进行。 这就是并发的“乱”世。多个线程(或者多个处理器)同时访问共享数据,如果不加以控制,就会导致数据不一致,程序行为不可预测。而内存一致性模 …

Java `Memory Model` (JMM) `Happens-Before` 规则与并发编程中的可见性、有序性保证

各位靓仔靓女,晚上好!我是你们今晚的并发编程向导,今天咱们要聊聊Java内存模型(JMM)中的“Happens-Before”规则。这玩意儿听起来挺高大上,但其实就是告诉你,在并发编程中,哪些操作“一定”发生在哪些操作之前。搞清楚它,你才能写出靠谱的多线程代码,避免那些神出鬼没的Bug。 一、开场白:并发编程的灵魂拷问 想象一下,你和你的小伙伴同时往一个账户里存钱。你存了100,他存了200。理想情况下,账户最终应该有你们的总和,也就是300。但如果你们的代码没写好,并发执行的时候,可能出现各种奇葩情况: 账户最后只有100? 账户最后竟然是0? 偶尔是300,偶尔不是? 这些都是并发编程中常见的“数据竞争”问题。问题的根源在于: 可见性: 你的小伙伴存了钱,你真的能立即看到账户的变化吗? 有序性: 你的代码是按照你写的顺序执行的吗?编译器和CPU可能会优化你的代码,导致执行顺序和你想象的不一样。 JMM就是用来解决这些问题的。它定义了一套规则,告诉编译器和CPU,哪些事情必须保证可见性,哪些事情必须保证有序性。而“Happens-Before”规则,就是这套规则的核心。 二、什么是H …

JS `SharedArrayBuffer` `Memory Fences` (`Atomics.fence`) 与 `Memory Ordering`

各位观众,晚上好!我是你们的老朋友,今天咱们聊聊 JavaScript 里那些听起来高大上,实际用起来有点烧脑的家伙:SharedArrayBuffer、Atomics.fence 以及内存排序。 准备好了吗?Let’s dive in! Part 1: SharedArrayBuffer:共享的烦恼,共同的快乐? 首先,我们来认识一下 SharedArrayBuffer。这家伙,顾名思义,就是一块可以在多个 JavaScript 上下文(比如Web Workers)之间共享的内存区域。 过去,JavaScript 秉承着“你的是你的,我的是我的,咱俩井水不犯河水”的原则,各个上下文之间的数据传递只能靠消息传递(postMessage),效率嘛,呵呵。 SharedArrayBuffer 的出现打破了这个局面,让大家可以直接操作同一块内存,就像一群人围着一个大黑板,你画一笔,我添一笔,最后完成一幅大作。 但是,共享的快乐背后往往隐藏着烦恼。当多个线程同时读写同一块内存时,就可能出现各种意想不到的问题,比如数据竞争、脏读、ABA问题等等。 想象一下: 线程A想把黑板上的数字从 …

JS `SharedArrayBuffer` `Memory Model` (`SC`, `Acquire/Release`, `Relaxed`) 与并发一致性

各位朋友,大家好!今天咱们聊聊JavaScript里一个挺刺激的东西:SharedArrayBuffer。这玩意儿一听就跟共享单车似的,大家都能用。但共享单车乱停乱放会出问题,SharedArrayBuffer用不好,也会让你的程序变得一团糟。所以,咱们今天就来好好唠唠它的内存模型,以及如何用各种姿势(SC, Acquire/Release, Relaxed)来保证并发一致性。 SharedArrayBuffer:一块共享的蛋糕 想象一下,你有一块蛋糕(ArrayBuffer),原本只有你自己能吃。但现在,你把它变成了SharedArrayBuffer,这意味着,多个JavaScript线程(Web Workers)都可以同时来啃这块蛋糕。这听起来很美好,大家一起吃蛋糕,效率多高啊!但是,问题来了: 你一口,我一口: 两个线程同时想吃同一块地方的蛋糕,谁先吃?吃多少? 蛋糕屑乱飞: 一个线程在切蛋糕,另一个线程在吃,结果切出来的形状不对,或者蛋糕屑乱飞,影响口感。 这些问题,在单线程的JavaScript世界里是不存在的。因为只有一个线程在操作数据,不存在并发冲突。但是,SharedA …

JS `WebGPU Compute Shaders` `Workgroup Memory` 与 `Global Memory` 优化

咳咳,各位听众朋友们,大家好!今天咱们来聊点硬核的,关于WebGPU里Compute Shaders的优化,特别是Workgroup Memory和Global Memory这俩兄弟。这俩货用好了,能让你的Compute Shader跑得飞起,用不好,那就是蜗牛爬,甚至直接原地爆炸。 咱们先来明确下概念,免得有人迷路。 什么是Compute Shader? 简单来说,Compute Shader就是WebGPU里用来做通用计算的,它能利用GPU的并行能力,处理各种各样的计算任务,比如图像处理、物理模拟、机器学习等等。你可以把它想象成一个超级强大的计算器,只不过这个计算器有很多很多个小计算器同时工作。 什么是Workgroup Memory? Workgroup Memory,也叫Local Memory,是每个Workgroup里的线程共享的内存。它的特点是速度非常快,但是容量很小。你可以把它想象成一个每个小组内部的草稿纸,小组里的每个人都可以往上面写写画画,速度很快,但是地方不大。 什么是Global Memory? Global Memory,也叫Device Memory,是所有 …

JS `Profiler` (性能分析器) 与 `Memory` (内存) 面板:定位运行时问题

各位观众老爷们,大家好! 今天咱们不聊风花雪月,来点硬核的——JS性能分析,特别是Profiler和Memory面板这两个好家伙,保证让你找到代码里的“蛀虫”,让你的应用跑得飞起! 开场白:你的代码,真的够快吗? 咱们写JS,图的是啥? 当然是功能实现! 但如果你的代码跑起来慢吞吞,卡顿得让人想砸键盘,那功能再强大也白搭。这就好比你开了一辆法拉利,结果堵在了三环上,那还不如骑自行车。 所以,代码不仅要能跑,还要跑得快! 而要让代码跑得快,首先得知道慢在哪儿。 这时候,就需要我们的主角登场了——Profiler和Memory面板! 第一部分:Profiler——时间都去哪儿了? Profiler,顾名思义,就是分析程序性能的工具。它能告诉你,你的代码在执行过程中,哪个函数占用了最多的时间,哪个函数被调用了最多次数。 简单来说,就是帮你找到代码里的“时间黑洞”。 1. 打开Profiler面板 在Chrome DevTools里,找到“Performance”选项卡,这就是Profiler的地盘。 不同的浏览器可能叫法略有不同,但功能大同小异。 2. 开始录制 点击左上角的圆形录制按钮,然 …

JS `Memory Snapshots` `Retaining Paths` 分析:识别复杂引用链导致的内存泄漏

各位老铁,早上好!今天咱们聊聊JS里让人头疼的“内存泄漏”以及如何用Chrome DevTools的“Memory Snapshots”里的“Retaining Paths”揪出背后的“黑手”。 内存泄漏就像你家的水龙头,一直滴滴答答,不关紧。刚开始你可能没啥感觉,但时间长了,水池子溢出来了,房子也淹了。JS里的内存泄漏也是一样,少量泄漏可能察觉不到,但积累多了,浏览器就卡顿了,甚至崩溃了。 内存泄漏的那些事儿 简单来说,内存泄漏就是程序不再需要使用的内存,却仍然被占用,导致可用内存越来越少。JS作为一种垃圾回收(Garbage Collection, GC)的语言,按理说应该自动管理内存。但是,总有一些情况,GC “手滑” 了,没能正确回收那些应该回收的内存。 常见的内存泄漏场景 意外的全局变量: 在非严格模式下,你可能会不小心创建一个全局变量,比如: function foo(arg) { bar = “这是一段很长的字符串”; // 忘记加var/let/const,bar变成全局变量 } foo(); // 调用后,bar就一直存在于全局作用域,不会被回收 这个bar变量会一直 …

JS `Unified Memory` (WebGPU) 与 CPU/GPU 内存共享模式

各位观众老爷们,大家好!今天咱们来聊聊WebGPU里一个挺有意思的概念——统一内存 (Unified Memory)。这玩意儿听起来玄乎,但其实简单来说,就是让CPU和GPU都能“共享”同一块内存区域。这可不是简简单单的“复制粘贴”,而是真正意义上的“你中有我,我中有你”,数据不用搬来搬去,效率嗖嗖地就上去了! 开场白:为什么我们需要统一内存? 在传统的CPU/GPU架构中,CPU和GPU各自有独立的内存空间。你想让GPU处理点数据,得先把数据从CPU内存拷贝到GPU内存;GPU算完了,想把结果拿给CPU用,还得再拷贝回来。这来回折腾,时间都浪费在数据搬运上了。就像你家住楼上,冰箱在楼下,每次想喝口冰镇可乐,都得跑上跑下,烦不胜烦! 统一内存的出现,就像在你卧室里放了个小冰箱,想喝可乐,伸手就来,省时省力! 什么是统一内存?(不仅仅是共享显存) 很多同学可能会误以为统一内存就是共享显存。虽然共享显存是实现统一内存的一种方式,但统一内存的本质在于虚拟地址空间的共享,以及硬件级别的缓存一致性。也就是说,CPU和GPU看到的内存地址是相同的,而且任何一方对内存的修改,另一方都能立即感知到。 …

JS `GPU` `Memory Management`:纹理、缓冲区与着色器程序的优化

各位观众老爷,大家好!我是今天的主讲人,很高兴能和大家一起聊聊JS GPU Memory Management这个磨人的小妖精。 今天咱们的目标很明确,就是要搞清楚在JS里,怎么像个老司机一样,高效地管理GPU的内存,让你的WebGL应用跑得飞起,而不是卡成PPT。 一、GPU内存:你口袋里的钞票,花起来要精打细算 首先,我们需要明确一点:GPU内存是极其宝贵的资源。它就像你口袋里的钞票,能买很多好东西(高性能渲染),但是花没了就只能饿肚子(性能暴跌)。 GPU内存不像CPU内存那样可以随便申请和释放,它的管理更加严格和复杂。在WebGL中,我们主要通过以下几种方式来使用GPU内存: 纹理(Textures): 存放图像数据,比如模型的皮肤、环境贴图等等。 缓冲区(Buffers): 存放顶点数据、索引数据,也就是模型的骨架和肌肉。 着色器程序(Shaders): 编译后的GPU代码,负责执行渲染逻辑。 这些东西都会占用GPU内存,所以我们需要像葛朗台一样,精打细算,才能把每一分钱都花在刀刃上。 二、纹理优化:让你的皮肤又薄又美 纹理是GPU内存消耗的大户,所以纹理优化是GPU内存管理 …

JS `Memory Snapshots` `Dominators` 视图:发现内存泄漏的主要贡献者

各位观众老爷,大家好!今天咱们来聊聊一个让无数程序员头疼的问题:内存泄漏!更具体地说,咱们要深入JS的Memory Snapshots和Dominators视图,看看怎么利用它们揪出内存泄漏的罪魁祸首。 想象一下,你写了一个炫酷的Web应用,功能强大,界面精美。上线之后,用户反馈说用着用着浏览器就卡死了,或者干脆崩溃了。你一脸懵逼地打开控制台,发现内存占用蹭蹭往上涨,就像脱缰的野马,根本停不下来。这八成就是内存泄漏在作祟! 什么是内存泄漏? 简单来说,内存泄漏就是程序在不再需要使用某些内存时,没有及时释放,导致这部分内存一直被占用。就像你租了一间房子,住了几天就搬走了,但是房租还在交,房子一直空着,白白浪费钱。 在JavaScript中,垃圾回收器(Garbage Collector, GC)会自动回收不再使用的内存。但是,如果你的代码写得不小心,可能会阻止GC回收某些内存,从而导致内存泄漏。 Memory Snapshots:内存的快照 Chrome开发者工具提供了一个强大的工具叫做Memory面板,它可以帮助我们分析内存使用情况。其中,Memory Snapshots功能可以让我们 …