java基础总结(八十六)-CAS底层CPU实现原理

Love The Way You Lie 2022-10-31 04:26 140阅读 0赞

[原文链接][Link 1]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RvdXl1bnFpYW42Njg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

上图可以看到一个8核CPU计算机系统，每个CPU有cache（CPU内部的高速缓存，寄存器），管芯内还带有一个互联模块，使管芯内的两个核可以互相通信。在图中央的系统互联模块可以让四个管芯相互通信，并且将管芯与主存连接起来。数据以“缓存线”为单位在系统中传输，“缓存线”对应于内存中一个 2 的幂大小的字节块，大小通常为 32 到 256 字节之间。当 CPU 从内存中读取一个变量到它的寄存器中时，必须首先将包含了该变量的缓存线读取到 CPU 高速缓存。同样地，CPU 将寄存器中的一个值存储到内存时，不仅必须将包含了该值的缓存线读到 CPU 高速缓存，还必须确保没有其他 CPU 拥有该缓存线的拷贝。

比如，如果 CPU0 在对一个变量执行“比较并交换”（CAS）操作，而该变量所在的缓存线在 CPU7 的高速缓存中，就会发生以下经过简化的事件序列：

*  CPU0 检查本地高速缓存，没有找到缓存线。
 *  请求被转发到 CPU0 和 CPU1 的互联模块，检查 CPU1 的本地高速缓存，没有找到缓存线。
 *  请求被转发到系统互联模块，检查其他三个管芯，得知缓存线被 CPU6和 CPU7 所在的管芯持有。
 *  请求被转发到 CPU6 和 CPU7 的互联模块，检查这两个 CPU 的高速缓存，在 CPU7 的高速缓存中找到缓存线。
 *  CPU7 将缓存线发送给所属的互联模块，并且刷新自己高速缓存中的缓存线。
 *  CPU6 和 CPU7 的互联模块将缓存线发送给系统互联模块。
 *  系统互联模块将缓存线发送给 CPU0 和 CPU1 的互联模块。
 *  CPU0 和 CPU1 的互联模块将缓存线发送给 CPU0 的高速缓存。
 *  CPU0 现在可以对高速缓存中的变量执行 CAS 操作了

[Link 1]: https://blog.csdn.net/douyunqian668/article/details/100177312
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RvdXl1bnFpYW42Njg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/41a189674d3245b19cf3441159d5e13f.png