多线程和内存

Question

我在 Visual C++ 文档中读到，多个线程读取同一对象是安全的。

我的问题是：多核 X86-64 CPU 如何处理这个问题？

假设您有一个 1 MB 的内存块。不同的线程实际上能够同时读取完全相同的数据，还是内核一次只能读取一个字，而一次只允许一个内核读取特定的字？

Answer 1

不仅允许从存储器的同一块读取不同的核，他们允许在同一时间写入太。如果它是“安全”与否，这是一个完全不同的故事。您需要实现某种形式的保护在你的代码（通常与信号量或它们的衍生物进行），以防止多个内核的方式，你不必特别允许争夺相同的内存块。

关于芯每次读取的存储器的大小，这是通常的寄存器的价值，在一个32位CPU 32位，对64位的CPU 64位，依此类推。即使流是由DWORD DWORD进行（看的memcpy例如）。

关于多个核真如何并发是，各芯使用单个总线读取和写入到存储器，所以在访问任何资源（RAM，外部装置，浮点处理单元）是一次一个请求，一个芯在一个时间。核心内的实际处理是完全并发但是。 DMA传输也不会阻塞总线，并发传输得到排队，并且在时刻（I相信，不是100％在此肯定）。

处理的一个

编辑：刚刚澄清，这里不像其他的答复，我只谈论一个无缓存的情况。当然，如果存储器被缓存的只读访问是完全同时的。

Answer 2

如果您的 1MB 块中确实没有写入，那么是的，每个核心都可以毫无问题地从自己的缓存行读取，因为没有提交写入，因此不会出现缓存一致性问题。

在多核架构中，基本上每个核心都有一个缓存，并且有一个“缓存一致性协议”，该协议会使某些不具有最新信息的核心上的缓存失效。我认为大多数处理器都实现了 MOESI协议 为了缓存一致性。

缓存一致性是一个复杂的话题，已经被广泛讨论（我特别喜欢 Joe Duffy 的一些文章） 这里 和 这里）。尽管如此，讨论仍然围绕着代码可能的性能损失，虽然显然是无锁的，但由于缓存一致性协议启动以维持处理器缓存之间的一致性，可能会减慢速度，但是，只要没有写入，就根本没有保持一致性，从而不会损失性能。

只是为了澄清，正如评论中所述，RAM 无法同时访问，因为 x86 和 x64 架构实现了在内核之间共享的单个总线 表面活性剂 保证访问主存的公平性。尽管如此，这种情况被每个核心缓存隐藏起来，这允许每个核心拥有自己的数据副本。对于 1MB 的数据，当核心更新其缓存时可能会引发一些争用，但这可以忽略不计。

一些有用的链接：

• 缓存一致性协议
• 缓存一致性