JVM 伪共享

最新推荐文章于 2024-09-20 11:49:00 发布

Rainy-Zhang

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分类专栏：杂项文章标签： jvm 性能线程

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伪共享False sharing说明JVM底层技术也不让人那么放心。

内存缓存系统中基本单元是高速缓存行(Cache lines). cpu会把数据从内存加载到高速缓存中 ,这样可以获得更好的性能，高速缓存默认大小是64 Byte为一个区域，一个区域在一个时间点只允许一个核心操作，也就是说不能有多个核心同时操作一个缓存区域。

因为高速缓存是64字节，而Hotspot JVM的对象头是两个部分组成，第一部分是由24字节的hash code和8字节的锁等状态标识组成，第二部分是指向该对象类的引用。基本类型字节如下：
doubles (8) and longs (8)
ints (4) and floats (4)
shorts (2) and chars (2)
booleans (1) and bytes (1)
references (4/8)

因此，一个高速缓存64字节可以放下多个字段，如果这多个字段位于同一个高速缓存区，虽然它们是类的不同字段，如下代码：

Class A{
   int x;
   int y;
}

x和y被放在同一个高速缓存区，如果一个线程修改x；那么另外一个线程修改y，必须等待x修改完成后才能实施。

虽然两个线程修改各种独立变量，但是因为这些独立变量被放在同一个高速缓存区，性能就影响了。测试结果如后面。

当多核CPU线程同时修改在同一个高速缓存行各自独立的变量时，会不自不觉地影响性能，这就发生了伪共享False sharing，伪共享是性能的无声杀手。

解决方便是将高速缓存剩余的字节填充填满(pad)，确保不发生多个字段被挤入一个高速缓存区，下面测试结果图就是和填充后性能比较。

实现字节填充的框架有 Disruptor，在RingBuffer中实现填充。关于Disruptor可见infoQ这个视频，用1毫秒的延时得到100K+ TPS吞吐量，JDK的ArrayQueue并行环境不见得是最快的，该视频后面讨论很多，让人大跌眼镜啊，开放源码多有好处啊，别人能发现你不能发现的漏洞。另外一篇解剖Disruptor

C#也有类似伪共享发生，见这里

原文地址： http://www.jdon.com/42451