伪共享问题

缓存是由缓存行组成的，通常是64字节组成。

一个java的long类型是8字节，因此一个缓存行中可以存放8个long类型的变量。

缓存每次更新都从主存读取连续的64个字节，即一个缓存行。因此如果访问一个long类型的数组时，数组中的一个值被加载到缓存，其余7个也会被加载到缓存。

此时也就会出现相应的问题：

如：

有一个单独的long类型变量x，还有另一个单独的long类型变量y，当加载x时，y也会被加载进去。

但当多线程操作时，如果对x进行修改，对y进行读取，对x更新后，其他所有包含x的缓存行失效，需要将新的x写回主存。而另一个线程读取y时，发现y已经失效了，就需要去主存重新加载。

此时与x相互独立的y会因为每次对x的修改而重新到主存读取，这就是伪共享，会导致性能下降。

如下是一个伪共享的模拟：

public class _03FalseSharing {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        test(new Pointer());
    }

    private static void test(Pointer pointer) throws InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Thread t1 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
                pointer.x++;
            }
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
                pointer.y++;
            }
        });

        t1.start();
        t2.start();
        t1.join();
        t2.join();

        System.out.println(System.currentTimeMillis() - start);
        System.out.println(pointer);
    }
}
class Pointer {
    volatile long x;
    volatile long y; 
  
}

开启两个线程分别对x和y自增1000000000次，发现耗时：22450

以下几个方式可以解决伪共享问题：

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1.对类使用@Contentded注解（java8）

进行缓存行填充。

用于类级别时：使整个字段块的两端都被填充

用于字段级别时：被注释的字段会和其他字段分离到不同的缓存行上。在字段级别时，还支持contention group属性，同一组的字段在内存上是连续的。

class Pointer {
    @sun.misc.Contended("v1")
    volatile long x;
    @sun.misc.Contended("v2")
    volatile long y;
}

2.在两个long类型间使用额外的7个long进行填充

class Pointer {
    volatile long x;
    long p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7;
    volatile long y;
}

此时耗时：9677 大幅度提升性能