c++ - 多线程和内存

Question

我在 Visual C++ 文档中读到，多个线程从同一对象读取是安全的。

我的问题是:多核 X86-64 CPU 如何处理这个问题？

假设您有一个 1 MB 的内存块。不同的线程真的能够同时读取完全相同的数据，还是内核一次读取一个词而一次只允许一个内核读取一个特定的词？

Answer 1

如果您的 1MB block 中确实没有写入，那么是的，每个内核都可以毫无问题地从其自己的缓存行中读取，因为没有提交写入，因此不会出现缓存一致性问题。

在多核架构中，基本上每个内核都有一个缓存和一个“缓存一致性协议(protocol)”，它使某些没有最新信息的内核上的缓存无效。我认为大多数处理器都实现了 MOESI protocol用于缓存一致性。

缓存一致性是一个已被广泛讨论的复杂主题(我特别喜欢 Joe Duffy 的一些文章 here 和 here)。尽管如此，讨论还是围绕着代码可能的性能损失展开，虽然这些代码显然是无锁的，但由于缓存一致性协议(protocol)的启动以保持处理器缓存之间的一致性，可能会减慢速度，但是，只要没有写入，就根本没有保持一致性，因此不会损失性能。

澄清一下，如评论中所述，RAM 不能同时访问，因为 x86 和 x64 架构实现了一个总线，该总线在内核之间共享 SMP保证访问主存的公平性。尽管如此，这种情况被每个核心缓存所隐藏，每个核心缓存都允许每个核心拥有自己的数据拷贝。对于 1MB 的数据，在核心更新其缓存时可能会发生一些争用，但这可以忽略不计。

一些有用的链接:

• Cache Coherence Protocols
• Cache Coherence