缓存行填充对于变量大小为缓存行大小的倍数

Question

缓存行填充对于变量大小为缓存行大小的倍数

c++multithreadingcachingsimulationlockless

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我正在创建一个非常快速的多线程离散事件模拟框架，该框架的核心使用原子和无锁编程技术，在许多线程之间实现非常快速的执行。这要求我将一些变量与缓存行对齐，并填充剩余的缓存行空间，以避免缓存行竞争。以下是我的做法:

// compute cache line padding size
constexpr u64 CLPAD(u64 _objSize) {
  return ((_objSize / CACHELINE_SIZE) * CACHELINE_SIZE) +
      (((_objSize % CACHELINE_SIZE) > 0) * CACHELINE_SIZE) -
      _objSize;
}

alignas(CACHELINE_SIZE) MyObject myObj;
char padding[CLPAD(sizeof(myObj))];

这对我来说很有效，但今天我在使用此方法处理新对象类型时遇到了一个问题。CLPAD（）函数返回填充输入类型到下一个缓存行所需的字符数。然而，如果我输入的类型恰好是缓存行数量的倍数，则CLPAD返回0。如果您尝试创建大小为零的数组，则会出现以下警告/错误：

ISO C++ forbids zero-size array 'padding'

我知道我可以修改CLPAD()来在这种情况下返回CACHELINE_SIZE，但是这样做会浪费一个缓存行的空间。

如果CLPAD返回0，我怎样才能使“padding”的声明消失？

- nic

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- user2296177 · Accepted Answer

借鉴自std::aligned_storage<>，我提出了以下内容：

template<class T, bool = false>
struct padded
{
    using type = struct
    {
        alignas(CACHELINE_SIZE)T myObj;
        char padding[CLPAD(sizeof(T))];
    };
};

template<class T>
struct padded<T, true>
{
    using type = struct
    {
        alignas(CACHELINE_SIZE)T myObj;
    };
};

template<class T>
using padded_t = typename padded<T, (sizeof(T) % CACHELINE_SIZE == 0)>::type;

使用方法：

struct alignas(32) my_type_1 { char c[32]; }; // char c[32] to silence MSVC warning
struct my_type_2 { char c[CACHELINE_SIZE * 2]; }; // ditto

int main()
{
    padded_t<my_type_1> pt0;
    padded_t<my_type_2> pt1;

    sizeof(pt0);    // 128
    alignof(pt0);   // 128

    sizeof(pt1);    // 256
    alignof(pt1);   // 128
}

您可以按照自己的方式提供访问myObj的函数。