c++ - 如何在 C++ 中执行缓存操作？

Question

我想在刷新缓存后运行我的 C++ 程序，在运行我的程序之前我不知道缓存中有什么。在 Ubuntu 上的 C++ 中是否有其他方式可以在运行程序之前刷新我的缓存。

编辑：刷新缓存的动机是......每次我运行我的程序时，我都不希望我现在的数据结构存在于缓存中......我的意思是我想要一个冷缓存......所有访问由磁盘制成。

实现这一点的一种方法是重新启动计算机......但考虑到我必须运行的实验数量，这对我来说是不可行的。那么，任何人都可以指导我如何实现这一目标。

Answer 1

您无需从用户模式（非内核模式）程序中刷新缓存。操作系统（Linux，在 ubuntu 的情况下）为您的应用程序提供了一个全新的虚拟地址空间，没有来自其他程序的“剩余东西”。如果不执行特殊的操作系统系统调用，您的程序甚至无法访问用于其他应用程序的内存。因此，从缓存的角度来看，您的应用程序从一个全新的开始，就它而言。有 cacheflush() 系统调用（语法因操作系统而异），但除非您为典型的用户模式应用程序做一些不寻常的事情，否则您可能会忘记缓存甚至存在；它只是为了加速你的程序，操作系统通过 CPU 的 MMU 管理它，你的应用程序不需要管理它。

您可能还听说过“内存泄漏”（分配给您的应用程序而您的应用程序忘记释放/删除的内存，一旦您的应用程序忘记它就会“永远丢失”）。如果您正在编写（可能）长时间运行的程序，内存泄漏绝对是一个问题。但是泄漏的内存只是泄漏它的应用程序的问题。在现代虚拟内存环境中，如果应用程序 A 泄漏内存，它不会影响应用程序 B。当应用程序 A 退出时，操作系统会清除其虚拟地址空间，并且此时任何泄漏的内存都会被系统回收，并且不会更长的时间消耗任何系统资源。在许多情况下，程序员特别选择不释放/删除内存分配，知道操作系统会在应用程序退出时自动回收全部内存量。该策略没有任何问题，只要程序不重复执行此操作，耗尽其虚拟地址空间。

Answer 2

这是一个常见的问题。

首先，您必须了解缓存永远不会真正为空，就像寄存器永远不会真正为空一样，它始终存在，并且始终具有值。短语“刷新缓存”实际上是指将缓存内容写入内存，也称为内存屏障。见https://en.wikipedia.org/wiki/Memory_barrier

这不是您的问题，因此您使用了错误的术语。

您真正想要的是用错误的值填充缓存。这比听起来要难，因为您正在与通常是您朋友的所有优化作斗争。Memcpy'ing 大块内存（几 MB - 考虑到今天缓存的大小）应该正常工作。
但是...
您还拥有文件​​缓存和其他东西，这些东西会给您的应用程序带来不公平的优势。这可能是一个非常复杂的主题，它本身就是一个小项目。