21｜伪共享：如何用伪共享打造高并发、高性能的系统？
康杨
你好，我是康杨，今天我们来聊伪共享的话题。
伪共享（False Sharing）是高并发系统需要重点关注和优化的点。在计算机科学中，伪共享是多线程环境里的一种性能损失现象，当多个线程访问并修改处于同一缓存行内的不同数据时，会导致这个缓存行不断地在各个线程对应的缓存中切换，从而大大降低了系统性能，这就是所谓的伪共享现象。
Cache Line 的由来
在详细介绍伪共享之前，我们先来了解伪共享产生的背景，也就是缓存机制。
在计算机中，缓存（Cache）用于协调速度差异较大的两种硬件之间数据传输速度的差异。例如，CPU 和主存之间就有 cache 进行协调，这种存在于硬件中的 Cache 常见的有 CPU Cache、GPU Cache 等；同时在软件中也有类似的存在，比如 Web Cache。
CPU Cache 是高速缓冲存储器，它位于计算机存储系统中，介于 CPU 和主存储器之间，用来提高 CPU 从主存储器读取或写入数据的速度。它并不使用主存那样的 DRAM 技术，而采用比较快速而且昂贵的 SRAM 技术。随着 CPU 速度的提高，主存和 CPU 之间的速度差异问题日益突出，需要通过 Cache 提高存储系统速度，来提升计算机系统性能。
那么，为什么要使用缓存技术呢？首先，高速缓存是一个小且速度快的存储设备，其命中率高且成本较低、性能优越。通过使用缓存，我们能实现更高效的数据访问和处理。
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本文介绍了多线程环境中的性能损失现象——伪共享，以及其原因和检测方法。文章指出伪共享会导致缓存行在不同线程的缓存中切换，降低系统性能。针对伪共享问题，提出了数据对齐、数据隔离和使用无锁数据结构等解决办法。文章还介绍了在Java 8中使用 `sun.misc.Contended` 注解和Disruptor框架中避免伪共享的方法。Disruptor通过填充数据项来确保每个数据项独立存在于不同的Cache Line中，提高了数据的并行访问效率。最后，文章提出了两个思考题：伪共享的产生原因以及如何避免伪共享来提升性能。整体而言，本文深入浅出地介绍了伪共享问题及解决方法，对于高性能程序设计具有重要的参考价值。
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peter请教老师几个问题： Q1：伪共享不是功能问题，功能正常，但影响性能，是这样吗？ Q2：Cache Line多大？是标准的吗？如果不是标准的，比如不同的CPU，其cache Line是不同的，那么，Disruptor这样的软件，需要适配不同的CPU吗？ Q3：无锁数据结构为什么可以避开伪共享问题？2023-10-17归属地：北京16
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