我正在使用多个线程在 C 中实现图像过滤操作，并使其尽可能优化。但我有一个问题：如果线程 0 访问内存，并且同时线程 1 访问同一内存，它会从缓存中获取它吗？这个问题源于这两个线程可能运行在 CPU 的两个不同内核中的可能性。因此，另一种说法是：所有内核是否共享相同的公共高速缓存？
假设我有如下的内存布局
整数输出[100]；
假设有 2 个 CPU 核心，因此我生成两个线程来并发工作。一种方案是将内存分为两个块：0-49 和 50-99，并让每个线程在每个块上工作。另一种方法可能是让线程 0 处理偶数索引，如 0 2 4 等。而另一个线程处理奇数索引，如 1 3 5 ...。后面的技术更容易实现（特别是对于 3D数据），但我不确定是否可以通过这种方式有效地使用缓存。
这个问题的答案很大程度上取决于体系结构和缓存级别，以及线程实际运行的位置。
例如，最近的 Intel 多核 CPU 具有每个核心的 L1 高速缓存，以及在同一 CPU 封装中的核心之间共享的 L2 高速缓存；然而，不同的 CPU 封装将有自己的 L2 缓存。
即使当您的线程在一个包内的两个核心上运行时，如果两个线程都访问同一缓存行中的数据，则该缓存行将在两个 L1 缓存之间跳跃。这is效率非常低，你应该设计你的算法来避免这种情况。
有一些评论询问如何避免这个问题。
从本质上讲，它实际上并不是特别复杂 - 您只是想避免两个线程同时尝试访问位于同一缓存行上的数据，其中至少有一个线程正在写入数据。 （只要所有线程都只reading数据，没有问题 - 在大多数架构上，只读数据可以存在于多个缓存中）。
为此，您需要知道缓存行大小 - 这因体系结构而异，但目前大多数 x86 和 x86-64 系列芯片使用 64 字节缓存行（有关其他体系结构，请参阅体系结构手册）。您还需要知道数据结构的大小。
如果您要求编译器将感兴趣的共享数据结构与 64 字节边界对齐（例如，您的数组output），那么您就知道它将从一个缓存行的开头开始，并且您还可以计算后续缓存行边界在哪里。如果你的int是 4 个字节，那么每个缓存行将包含 8 个字节int价值观。只要数组从缓存行边界开始，那么output[0]通过output[7]将位于一个缓存行上，并且output[8]通过output[15]就下一个。在这种情况下，您将设计算法，使每个线程在相邻的块上工作int值是 8 的倍数。
如果您存储复杂struct类型而不是简单的int, the pahole http://lwn.net/Articles/206805/实用性将会有用。它将分析struct在编译的二进制文件中输入类型，并向您显示布局（包括填充）和总大小。然后你可以调整你的struct使用此输出 - 例如，您可能需要手动添加一些填充，以便您的struct是高速缓存行大小的倍数。
在 POSIX 系统上，posix_memalign()函数对于分配具有指定对齐方式的内存块非常有用。
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