Question

什么是正确且可移植的方法，以确保在足够小以适合缓存线的结构中真正共享？仅确保结构足够小就足够了吗？还是也必须在缓存边界上对齐？

例如，假设高速缓存行的大小为64个字节，那么以下内容是否足够？

struct A {
  std::uint32_t one;
  std::uint32_t two;
};

还是我必须这样做？

struct alignas(std::hardware_constructive_interference_size) A {
  std::uint32_t one;
  std::uint32_t two;
};

注意：这将始终在堆栈上，因此不需要过度对齐的内存分配。

另一项跟进，是否足以确保不存在虚假共享？

struct A {
public:
  alignas(hardware_destructive_interference_size) std::uint32_t one;
  alignas(hardware_constructive_interference_size) std::uint32_t two;
};

还是必须这样做（例如说hardware_constructive_interference_size <hardware_destructive_interference_size？）

struct A {
public:
  alignas(hardware_destructive_interference_size) std::uint32_t one;
  alignas(hardware_destructive_interference_size) std::uint32_t two;
};

Answer 1

在第二变型目前是可以做是最好的。

然而，有对齐到高速缓存行的大小没有100％可移植的方法。常量hardware_constructive_interference_size和hardware_destructive_interference_size只是提示。他们是编译器的最佳猜测。最终，您在编译时不知道L1高速缓存行的大小。

但是，在实践中，这通常并不重要，因为对于大多数的体系结构有一个典型的高速缓冲存储器线的大小，如64个字节用于x86

甚至更多，在你的例子小结构一样，它始终是足够的自然对齐结构，以确保它完全是一个高速缓存行内。在您的具体示例中，这意味着

struct alignas(8) A {
  std::uint32_t one;
  std::uint32_t two;
};

将始终确保真正的共享，而不管在运行时实际L1高速缓存行大小的，条件是该高速缓存行大小为8个字节或更大。（如果它较小，您将不会真正拥有真正的共享。）

关于后续问题：第二个变体将确保没有错误共享。第一种变体可能会导致错误共享，因为高速缓存行大小实际上可能是hardware_destructive_interference_size，在这种情况下，您将具有错误共享（假设hardware_constructive_interference_size <hardware_destructive_interference_size）。

但是实际上，hardware_destructive_interference_size和hardware_constructive_interference_size对于大多数体系结构将具有相同的价值。鉴于这两个常量都不能为您提供真正的L1缓存行大小，而只是提供了编译时的猜测，因此这有点工程化。

确保与std :: hardware_constructive_interference_size共享的正确方法

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