硬件基础知识
CPU的制作过程
Intel cpu的制作过程
CPU是如何制作的（文字描述）
CPU的原理
计算机需要解决的最根本问题：如何代表数字
晶体管是如何工作的：
晶体管的工作原理：
汇编语言（机器语言）的执行过程
汇编语言的本质：机器语言的助记符 其实它就是机器语言
计算机通电 -> CPU读取内存中程序（电信号输入）->时钟发生器不断震荡通断电 ->推动CPU内部一步一步执行（执行多少步取决于指令需要的时钟周期）
->计算完成->写回（电信号）->写给显卡输出（sout，或者图形）
CPU的基本组成
PC -> Program Counter 程序计数器 （记录当前指令地址）
Registers -> 暂时存储CPU计算需要用到的数据
ALU -> Arithmetic & Logic Unit 运算单元
CU -> Control Unit 控制单元
MMU -> Memory Management Unit 内存管理单元
cache
缓存
缓存行：
缓存行越大，局部性空间效率越高，但读取时间慢
缓存行越小，局部性空间效率越低，但读取时间快
取一个折中值，目前多用：
64字节
public class CacheLinePadding {
public volatile static long[] arr=new long[2];
public static void main(String[] args) throws Exception{
Thread t1=new Thread(()->{
for (long i=0;i< 10_0000_0000L;i++){
arr[0]=i;
}
});
Thread t2=new Thread(()->{
for (long i=0;i< 10_0000_0000L;i++){
arr[1]=i;
}
});
t1.start();
t2.start();
final long start = System.nanoTime();
t1.join();
t2.join();
final long end = System.nanoTime();
System.out.println((end-start)/1000000);
}
}
//执行时间在4s左右
public class T02_CacheLinePadding {
public volatile static long[] arr=new long[16];
public static void main(String[] args) throws Exception{
Thread t1=new Thread(()->{
for (long i=0;i< 10_0000_0000L;i++){
arr[0]=i;
}
});
Thread t2=new Thread(()->{
for (long i=0;i< 10_0000_0000L;i++){
arr[8]=i;
}
});
t1.start();
t2.start();
final long start = System.nanoTime();
t1.join();
t2.join();
final long end = System.nanoTime();
System.out.println((end-start)/1000000);
}
}
//执行在2s左右
缓存行对齐：对于有些特别敏感的数字，会存在线程高竞争的访问，为了保证不发生伪共享，可以使用缓存航对齐的编程方式
JDK7中，很多采用long padding提高效率
eg:
JDK8，加入了@Contended注解（实验）需要加上：JVM -XX:-RestrictContended
public class T03_CacheLinePading {
@Contended
volatile long x;
@Contended
volatile long y;
public static void main(String[] args) throws Exception{
T03_CacheLinePading t3=new T03_CacheLinePading();
Thread t1=new Thread(()->{
for (long i=0;i< 1_0000_0000L;i++){
t3.x=i;
}
});
Thread t2=new Thread(()->{
for (long i=0;i< 1_0000_0000L;i++){
t3.y=i;
}
});
t1.start();
t2.start();
final long start = System.nanoTime();
t1.join();
t2.join();
final long end = System.nanoTime();
System.out.println((end-start)/1000000);
}
}
//0.6s