0

0

c++怎么避免伪共享问题_c++伪共享问题解决方法

尼克

尼克

发布时间:2025-10-06 14:18:02

|

414人浏览过

|

来源于php中文网

原创

伪共享因多线程修改同缓存行不同变量引发性能下降,可通过内存填充、alignas对齐或线程局部存储避免,关键在于合理布局内存以减少缓存行竞争。

c++怎么避免伪共享问题_c++伪共享问题解决方法

在C++多线程编程中,伪共享(False Sharing)是影响性能的一个常见问题。它发生在多个线程修改位于同一CPU缓存行中的不同变量时,导致缓存频繁失效,从而降低程序效率。下面介绍如何识别并有效避免这一问题。

理解伪共享的成因

CPU以缓存行为单位管理内存,通常大小为64字节。当两个线程分别修改被映射到同一缓存行的不同变量时,即使这些变量逻辑上独立,硬件仍会认为它们存在冲突,引发缓存一致性协议(如MESI)频繁同步,造成性能下降。

典型场景出现在数组或结构体中多个线程操作相邻元素,例如:

struct Counter { int a; // 线程1修改 int b; // 线程2修改 };

若a和b在同一缓存行,且被不同核心上的线程访问,就会产生伪共享。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

使用内存填充隔离变量

最直接的方法是通过填充确保每个变量独占一个缓存行。可以手动添加冗余成员:

struct PaddedCounter { int value; char padding[64 - sizeof(int)]; // 填充至64字节 };

这样每个PaddedCounter实例占据完整缓存行,避免与其他变量共享缓存行。

Facetune
Facetune

一款在线照片和视频编辑工具,允许用户创建AI头像

下载

利用对齐关键字 alignas

C++11起支持alignas,可强制变量按特定边界对齐。结合缓存行大小,能更清晰地实现隔离:

struct AlignedCounter { alignas(64) int value; };

这保证value总是从64字节边界开始,极大降低与邻近数据共用缓存行的概率。

线程局部存储减少共享

如果统计类场景允许多份副本,可用线程局部变量先各自累加,最后合并结果:

thread_local int local_count = 0;

// 各线程操作自己的local_count
local_count++;

// 最终汇总
global_count += local_count;

这种方法从根本上避免了多线程竞争同一内存区域,也消除了伪共享风险。

基本上就这些常用手段。关键是在设计并发数据结构时意识到缓存行的存在,合理布局内存。虽然填充会增加内存开销,但在高并发场景下带来的性能提升通常远超代价。

相关专题

更多
golang结构体相关大全
golang结构体相关大全

本专题整合了golang结构体相关大全,想了解更多内容,请阅读专题下面的文章。

220

2025.06.09

golang结构体方法
golang结构体方法

本专题整合了golang结构体相关内容,请阅读专题下面的文章了解更多。

190

2025.07.04

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

401

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

543

2024.08.29

c++怎么把double转成int
c++怎么把double转成int

本专题整合了 c++ double相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

53

2025.08.29

C++中int的含义
C++中int的含义

本专题整合了C++中int相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

197

2025.08.29

string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

401

2023.08.02

int占多少字节
int占多少字节

int占4个字节,意味着一个int变量可以存储范围在-2,147,483,648到2,147,483,647之间的整数值,在某些情况下也可能是2个字节或8个字节,int是一种常用的数据类型,用于表示整数,需要根据具体情况选择合适的数据类型,以确保程序的正确性和性能。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

543

2024.08.29

c++ 根号
c++ 根号

本专题整合了c++根号相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

58

2026.01.23

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
CSS3 教程
CSS3 教程

共18课时 | 4.9万人学习

Sass 教程
Sass 教程

共14课时 | 0.8万人学习

Pandas 教程
Pandas 教程

共15课时 | 1.0万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号