并发学习笔记

本人最近在用C++进行并发编程，虽然之前都已经完成了6.824的lab，但对并发的很多细节还是知其然和不知其所以然，于是决定在此记录一下学习到的相关知识。首先声明，本人水平十分有限，而关于这类问题也有很多深度好文，在此记录的仅为简化的自己的理解。

cache line 与 false sharing

想必大家对缓存都有所了解，对于L1缓存来说，存取数据的最小单位是cache line， 而通常大小为 64 byte。所以即使没有用锁保护数据，如果两个变量内存位置邻近，在缓存中位于同一个cache line， 两个线程不能同时修改这两个变量。

因为缓存是专属于cpu的，必须将缓存中的数据写回主存，修改的数据才能可见。 然而写回单位也是cahce line， 所以如果擅自写回可能会影响其他线程修改的数据，从而导致错误。所以硬件会负责协调同步，防止在同一个cache line中的共享数据

互不影响。这也是false sharing 名字的来源：硬件会阻止对同一个cache line中数据的并发访问。代码看上去是并发的，也没有锁，但是并没有并发的性能。

现在回顾一下最简单的并发问题： count++

如果两个线程同时修改count，硬件如何处理这种情况？

对于硬件来说，false sharing阻止的是无意识的影响cache line中的数据，如果这个线程明确表示要修改count的内容，硬件认为这个操作是有效的，如果现在cache line未同步，硬件会把这个修改暂存起来，等到下一次同步的时候再写入。但下次同步的时候，count的值可能已经增加了，但硬件不可能重新计算，硬件负责的就是指令要求修改count位置的数据到某个值，硬件一定会将这个值成功写入，并且不影响其他内存位置的数据。至于值符不符合语义，那就是程序员的问题了。

本人才疏学浅，仅仅就逻辑上讨论了一下并发操作硬件要保证的数据行为， 不涉及buffer store等细节。如有错误请不吝赐教。