c++ - 如果互斥体和数据项在内存中靠近在一起，那么缺点在哪里？

Question

在《C++并发实战》第265页中，

具有互斥锁的同一缓存行中的数据将被传播，因为互斥锁是作为 r-m-w 原子操作实现的。那么这种情况的缺点就是“调用操作系统内核”的成本？

Answer 1

这是一个非常低级的计算机体系结构问题，因此如果您没有得到什么，请提问。知道了这一点，我们就进入正题吧。

首先，处理器 L1 高速缓存中的数据被组织在所谓的高速缓存行中。它们的长度通常约为 64 字节。请注意，单个缓存行对于缓存来说是不可分割的 - 我的意思是它作为一个整体被“标记”为有效或无效。

其次，现代处理器具有多个核心，L1 缓存是每核心缓存。因此，他们需要一种以某种方式同步其内容的方法。可能的方法之一是 MESI 协议(protocol)及其“子协议(protocol)”。我建议您阅读它，因为它可以帮助您更好地理解我的答案。但回到正题 - 如果其他核心修改引用相同内存地址的缓存行，MESI 协议(protocol)可能会使一个核心(甚至多个核心)中的缓存行无效。到目前为止一切顺利吧？

因此，了解这些事实后，答案现在就变得非常明显了。如果某些不共享的数据(示例中的互斥体)位于内存中某些共享数据附近，则它可能会进入同一缓存行。使用此非共享内存块可能会导致不必要的和不希望的性能损失