DPDK（二）：准备知识3 ---内存屏障

一、简介
1、什么是内存屏障？
它是一个CPU指令。
2、为什么使用内存屏障？
CPU硬件设计为了提高指令的运行速度，增设了两个缓冲区（store buffer, invalidate queue）。这个两个缓冲区能够避免CPU在某些情况下进行不必要的等待，从而提快速度，可是这两个缓冲区的存在也同一时候带来了新的问题。

编译器和CPU可以在保证输出结果一样的情况下对指令重排序，使性能得到优化。比如有的值在一个循环中，保存在寄存器中，没有被推倒cashe或者主内存中，这样其他进程根本看不到这个值。插入一个内存屏障，相当于告诉CPU和编译器先于这个命令的必须先执行，后于这个命令的必须后执行。
3、作用
a)确保一些特定操作执行的顺序； b)影响一些数据的可见性(可能是某些指令执行后的结果，强制更新一次不同CPU的缓存）。例如，一个写屏障会把这个屏障前写入的数据刷新到缓存，这样任何试图读取该数据的线程将得到最新值，而不用考虑到底是被哪个cpu核心或者哪颗CPU执行的。

我们在定义volatile变量时，写操作后插入一个写屏障指令，在读操作前插入一个读屏障指令。
4、对性能的影响
内存屏障作为另一个CPU级的指令，没有锁那样大的开销。内核并没有在多个线程间干涉和调度。但凡事都是有代价的。内存屏障的确是有开销的——编译器/cpu不能重排序指令，导致不可以尽可能地高效利用CPU，另外刷新缓存亦会有开销。所以不要以为用volatile代替锁操作就一点事都没。

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