单线程

Question

在单线程程序中，核心1中的线程所做的更改如何对另一个核心2可见，以便在上下文切换后，线程（现在在核心2上运行）将具有更新值？

考虑以下示例：

1. 变量x的主内存中的值为10.

2. 线程在核心1上运行，并将x更改为5，它仍然在缓存中，但尚未刷新到主内存，因为我们没有使用任何内存屏障。

3. 发生上下文切换，线程从核心1移动到核心2。

4. 该主题读取x。

的值

如果在上下文切换后线程在核心2中恢复执行，那么x的值是多少？

如果“缓存一致性”管理一致性以处理上述情况，那么为什么我们需要在多线程程序中显式锁定（或任何读/写屏障）？

Answer 1

考虑到您的第一个问题，上下文切换还会保留寄存器内容。因此，即使移动到另一个核心（或CPU），线程也会看到最新的值。

但是对于多线程程序，CPU 寄存器对于不同的线程是不同的（无论线程执行多少核心），并且寄存器不属于缓存一致性。

因此，我认为，多线程程序确实需要确保寄存器中的值与主存储器中的值保持同步。 （高速缓存一致性只能确保CPU高速缓存与内存保持同步）。 因此，我想，你需要一个屏障来同步寄存器和内存。

您可以理解为：程序本质上仅在主存储器上运行。但是，编译器优化对主存储器的访问，并使用寄存器进行中间操作。 因此，程序只访问存储器和寄存器。 但是，CPU还会引入自己的缓存内存。 内存（通过CPU）对内存的读取和写入由缓存优化。 缓存一致性仅在CPU内确保缓存是最新的（因此，访问内存的程序获取正确的值。）

总结一下：

• 缓存一致性确保缓存和内存是最新的，它不受程序的控制，因为它是内部的CPU。
• 上下文切换由操作系统处理，确保在将线程移动到不同内核时正确的寄存器值。
• 内存障碍确保注册和内存是最新的，这是程序必须确保的。