并发:同时拥有两个或者多个线程,如果程序在单核处理器上运行,多个线程将交替地换入或者换出内存,这些线程是同时“存在”的,咩咯线程都处于执行过程中的某个状态,如果运行在多核处理器上,程序中的每个线程都将分配到一个处理器核上,因此可以同时运行。
多个线程操作相同的资源,保证线程安全,合理使用资源。
高并发:高并发(High Concurrency)是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一,它通常是指,通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。
服务器能同时处理很多请求,提高程序性能。
CPU多级缓存(缓存一致性MESI)
为什么需要CPU cache: CPU的频率太快了,快到主存跟不上,这样在处理器时钟周期内,CPU常常需要等待主存,浪费资源。所以cache的出现,是为了缓解CPU和内存之间速度的不匹配问题。
CPU cache有什么意义:
空间局部性:
时间局部性:
用于保证多个CPU cache之间缓存共享数据的一致
MESI(伊利诺斯协议)是一种广泛的支持写回策略的缓存一致性协议,该协议被应用在Intel奔腾CPU中。
MESI协议中的状态
CPU中每个缓存行(cache line)使用4种状态进行标记(使用额外的两位(bit)表示)
M:被修改(Modified)
该缓存行只被缓存在该CPU的缓存中,并且是被修改过的(dirty),即与主存中的数据不一致,该缓存行中的内存需要在未来的某个时间点(允许其它CPU读取主存中相应内存之前)写回(write back)主存。当被写回主存之后,该缓存行的状态会变成独享(exclusive)状态。
E:独享的(Exclusive)
该缓存行只被缓存在该CPU的缓存中,它是未被修改过的(clean),与主存中数据一致。该状态可以在任何时刻当有其它CPU读取到该内存时变为共享状态(shared)。
S:共享的(Shared)
该状态意味着该缓存行可能被多个CPU缓存,并且各个缓存中的数据与主存数据一致(clean),当有一个CPU修改该缓存行中,其它CPU中该缓存行可以作废(变为无效状态(Invalid))。
I:无效的(Invalid)
该缓存行是无效的(可能是其它CPU修改了该缓存)
操作:
在一个典型系统中,可能会有几个缓存(在多核系统中,每个核心都会有自己的缓存)共享主存总线,每个相应的CPU会发出读写请求,而缓存的目的是为了减少CPU读写共享主存的次数。
1.一个缓存除在Invalid状态外都可以满足CPU的读请求,一个Invalid的缓存行必须从主存中读取(变成S或E状态)来满足该CPU的读请求。
2.一个写请求只有在该缓存行是M或者E状态时才能被执行,如果缓存行处于S状态,必须将其它缓存中该缓存行变成Invalid状态(也即是不允许不同CPU同时修改同一缓存行,即使修改该缓存行中不同位置的数据也不允许),该操作经常用广播的方式来完成。
3.缓存可以随时将一个非M状态的缓存行作废,或者变成Invalid状态,而一个M状态的缓存行必须先被写回主存
4.一个处于M状态的缓存行必须时刻监听所有试图读该缓存行相应主存的操作,这种操作必须在缓存将该缓存行写回主存并将状态变成S状态之前被延迟执行。(先写再读)
5.一个处于S状态的缓存行也必须监听其它缓存使该缓存行无效或者独享该缓存行的请求,并将该缓存行变为无效(Invalid)。(如果有其它缓存要独享该缓存行,那么此缓存就要使它无效)
6.一个处于E状态的缓存行也必须监听其它缓存读主存中该缓存行的操作,一旦有这种操作,该缓存行需要变成S状态
M和E状态和该缓存行的真正状态是一致的,而S状态可能是非一致的,如果一个缓存将处于S状态的缓存行作废了,而另一个缓存实际上可能已经独享了改缓存行,但是缓存却不会将该缓存行升迁为E状态,这是因为其它缓存不会广播他们作废掉该缓存行的通知,同样由于缓存并没有保存该缓存行的copy数量,因此没有办法确定自己是否已经独享了该缓存行。
所以,如果一个CPU想修改一个处于S状态的缓存行,总线事务需要将所有该缓存行的copy变成Invalid状态,而修改E状态的缓存不需要使用总线事务。
Java内存模型-同步八种操作
lock(锁定):作用于主内存的变量,把一个变量标识为一条线程独占状态
unlock(解锁):作用于主内存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被其他线程锁定
read(读取):作用于主内存的变量,把一个变量值从主内存传输到线程的工作内存中,以便随后的load动作使用
load(载入):作用于工作内存的变量,它把read操作从主内存中得到的变量值放入工作内存的变量副本中
use(使用):作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量值传递给执行引擎
assign(赋值):作用于工作内存的变量,它把一个从执行引擎接收到值赋值给工作内存的变量
store(存储):作用于工作内存的变量,把工作内存中的一个变量的值传送到主内存中,以便随后的write的操作
write(写入):作用于主内存的变量,它把store操作从工作内存中一个变量的值传送到主内存的变量中
Postman:Http请求模拟工具
Apache Bench(AB):Apache附带的工具,测试网络性能
JMeter:Apache组织开发的压力测试工具
代码:Semaphore,CountDownLatch等
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