计算机底层知识

• 微机原理
• 计算机组成原理
• 操作系统

CPU基本组成

PC -> Program Counter 程序计数器 （记录当前指令地址）
Registers -> 寄存器 ，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

缓存

• 缓存一致性协议
  MESI

• 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

• 缓存行对齐 @Contended

CPU乱序执行

• 本质
  为了提升效率

• 导致问题
  乱序执行

• 禁止重排序
  内层屏障

  • CPU层级

  intel 源语
  原语(mfence lfence sfence) 或者锁总线
  

  • JVM层级
    8个hanppens-before原则 4个内存屏障 （LL LS SL SS）load + store 相互组成
    hanppens-before原则

linux

操作系统和硬件访问指令级别 0 1 2 3

• 内核态 ---》 内核空间
  • 可以访问ring 0
  • 支持200多个系统调用
• 用户态 ---》 用户空间
  • 可以访问ring 3

进程 线程 纤程

• 进程

进程在linux中也称为task
进程的描述符：PCB（process control block）

• 线程

  • 僵尸线程

  父进程产生（fork（））子进程后，会维护子进程的一个PCB结构，子进程退出，由父程序如果没有释放，就成了僵尸进程，只会占用一个TCP
  

  • 孤儿线程

  子进程结束之前，父进程已经退出
  

• 纤程（协程）

Q1: 纤程概念
a: 线程里面的线程，占用资源少，运行在用户空间，不涉及用户态和内合态的切换，线程在JVM和OS一一对应

Q2: 纤程的使用场景 VS 线程池
a: 很短的计算任务，并发量高，就没必要和内核打交道，

Q3：Java支持
a: 目前可通过类库使用，open JDK还在探索