伪共享（False Sharing）是多核处理器中常见的一种性能问题，通常发生在多个线程访问同一个缓存行时，尽管这些线程访问的数据并不直接相关。这种现象会导致缓存一致性协议的频繁交互，从而导致性能下降。
为什么是“伪”共享？
“伪”共享的关键在于，多个线程操作的数据实际上并不共享有用信息，但由于它们位于同一个缓存行内，处理器会错误地认为它们之间存在共享关系。这种误解会触发缓存一致性协议（例如MESI协议）不断地进行数据同步和缓存失效，导致缓存频繁地被清空和重新加载，进而拖慢程序的运行速度。
缓存行和伪共享的机制：
- 缓存行（Cache Line） ：现代CPU通常使用缓存来提高内存访问速度。缓存被分成多个小块，称为缓存行，通常每个缓存行大小为64字节。当一个线程访问某个内存位置时，整个缓存行（可能包含多个数据项）会被加载到缓存中。
- 伪共享的发生：如果不同线程操作的数据恰好位于同一个缓存行中，尽管这些数据互不相干，处理器还是会认为这些数据存在共享的可能性，导致缓存行的无效和重载。比如，两个线程分别修改缓存行内不同的变量，这时即使这些变量并不相关，缓存一致性协议也会频繁失效，造成性能下降。
举例说明：
假设有两个线程，它们分别操作数组 arr 中的两个变量 arr[0] 和 arr[1]，并且它们恰好位于同一个缓存行内。虽然这两个变量在逻辑上是独立的，但由于它们位于同一缓存行，线程1修改 arr[0] 会使得缓存行失效，线程2修改 arr[1] 时也会使缓存行失效。这样就发生了伪共享，导致了性能的浪费。
如何避免伪共享？
- 数据对齐：通过合适的填充或对齐，使得每个线程操作的数据位于不同的缓存行，从而避免多个线程操作同一个缓存行。
- Padding（填充） ：可以在相关数据结构中添加额外的字节，使得每个线程访问的数据不再位于同一缓存行。例如，可以在结构体中的变量之间加入填充字节，确保每个变量都位于不同的缓存行中。
总结来说，伪共享的“伪”指的是，数据在逻辑上并不共享，但是由于存储位置的原因，导致了不必要的缓存失效，从而降低了系统的性能。
