c - 在内核之间共享数据的最有效方式

Question

在多核之间共享数据最有效的是什么。当然，您可以使用共享内存，但这也是有代价的。假设一个核心不断地写入一个变量，而另一个核心必须不断地从中读取。使用 MESI 缓存一致性协议，写入核心将不时导致读取核心使其缓存无效。那么在这种情况下，最有效的数据共享方式是什么。

Answer 1

在典型的共享内存机器上，您描述的场景可能已经是可能的最有效的方法：

• 核心 A 写入内存位置。使 Core B 的副本无效。
• Core B 从内存或 Core A 的缓存中获取数据。

无论哪种方式，数据都必须从 Core A 发送到 Core B。现代处理器中的缓存一致性有时会支持直接的缓存到缓存传输，而无需一直传输到内存。

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您想要避免（尽可能）是过度锁定共享资源。这将增加双向缓存一致性流量（和延迟）。

Answer 2

一种常见且通用的方法是尽可能使用每个核心的数据结构。

例如，在生产者-消费者场景中，每个消费者处理器都可以拥有队列的一部分并对其进行操作。他们只有在工作项用完时才能联系生产者处理器。

当然，这并不总是可能的，但是如果可以这样构建工作项，它可以减少内核之间的相互依赖，并让应用程序扩展到内核的数量。

该技术已在 Solaris OS 中广泛使用。有关详细信息，请参阅多核应用程序编程：适用于 Windows、Linux 和 Oracle Solaris。

Answer 3

这取决于您可以容忍多少陈旧（请告诉我们）。

如果您需要尽可能快地传播更新，这已经是最有效的解决方案。如果您可以容忍几毫秒或几秒的过期数据，您可以为每个内核使用不同的内存位置并使用计时器进行同步。