程序员必须了解的CPU知识 - 科普篇

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1. 导读

对于一名程序员来说，无论你使用的是什么语言，代码最终都会交给CPU来执行。所以了解CPU相关的知识一方面属于程序员的内功，另一方面也可以帮助你在日常编写代码时写出更加高效的代码

本文不打算对CPU进行深入探究，相反是以简单的语言来帮助大家了解CPU的工作原理以及不得不提到的CPU缓存相关知识，其中晦涩的内容我会通过配图来帮助大家理解，最后会以几个例子来帮助大家更直观的感受到CPU缓存带来的性能影响

2. CPU基础知识

CPU即Central Processing Unit（中央处理器），是我们的代码打交道最多的硬件之一，要想让一个CPU工作，就必须给它提供指令和数据，而这里的指令和数据一般就放在我们的内存当中。其中指令就是由我们平常编写的代码翻译而来，数据也是我们代码中需要用到的数据（例如一个int值、一串字符串等等）

以C语言为例，从我们开始编写到运行的生命周期可以粗略的用下图表示：

大致分为以下几个步骤

1. 我们日常中使用编辑器或者IDE敲入代码
2. 代码编写完成后使用编译和链接工具生成可以被执行的程序，也就是机器语言（指令的集合）
3. 当程序被运行时，整个程序（包括指令和数据）会被完整的载入到内存当中
4. CPU不停的向内存读取该程序的指令执行直到程序结束

通过上述第4步我们知道，CPU自身是没有保存我们的程序的，需要不停的向内存读取