Performance 静态类是否会导致多核系统的性能问题？

前几天，我的一位同事说，使用静态类可能会导致多核系统的性能问题，因为静态实例不能在处理器缓存之间共享。是这样吗？是否有一些基准来证明这一说法？这句话是在与.Net开发（以及C#）相关的讨论中提出的，但在我看来，这似乎是一个与语言和环境无关的问题

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谢谢您的评论。

如果您不使用任何类型的锁或同步，那么静态与非静态不会对您的性能产生任何影响

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如果您使用的是同步，那么如果所有线程都需要获得相同的锁，您可能会遇到问题，但这只是静态性的副作用，而不是静态方法的直接结果。

我会向您的同事索要数据或至少是引用

问题是，如果你有共享数据，你就有了共享数据。不管这是通过静态类公开的，一个单例（singleton）都不是很重要。如果您首先不需要共享数据，我希望您不会有一个静态类

除此之外，在任何给定的应用程序中，对于静态类中的共享数据，可能存在比处理器缓存更大的瓶颈

一如既往，首先编写最合理、可读、可维护的代码，然后确定是否存在性能瓶颈并采取相应措施。

“[a]静态实例不能在处理器缓存之间共享。是这样吗？”

那句话对我来说没有多大意义。每个处理器的专用缓存的要点是，它包含一小块内存的私有副本，因此，如果处理器正在执行某种只需要访问特定内存区域的算法，那么它就不必继续返回以访问外部内存。如果我们谈论的是静态类中的静态字段，那么这些字段的内存可能都适合于一个连续的内存块，而该内存块又适合于单个处理器（或内核）的专用缓存。但它们都有自己的缓存副本-它不是“共享的”。这就是缓存的意义所在

如果算法的工作集大于缓存，那么它将破坏该缓存。这意味着，当算法运行时，它会反复导致处理器从外部内存中提取数据，因为所有必需的数据块不会同时放入缓存。但这是一个一般性的问题，并不特别适用于静态类

我想知道您的同事是否不是在谈论性能，而是在讨论如果多个线程正在读取/写入相同的数据时是否需要应用正确的锁定？

使用任何“虚拟机”控制的语言（.NET、Java等）此控制可能委托给底层操作系统，并可能进一步委托给BIOS和其他调度控制。也就是说，在.NET和Java这两大巨头中，静态与非静态是内存问题，而不是CPU问题

重复saua的观点，对CPU的影响来自同步和线程控制，而不是访问静态信息

CPU缓存管理的问题不仅限于静态方法。一次只有一个CPU可以更新任何内存地址。虚拟机中的对象，特别是对象中的字段，是指向所述内存地址的指针。因此，即使我有一个可变对象

Foo

，在Foo上调用

setBar（true）

一次也只能在单个CPU上进行

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尽管如此，.NET和Java的要点是，在证明自己有问题之前，你不应该把时间花在这些问题上，我怀疑你会这样做。

即使这是真的，我怀疑你有很多更好的方法来提高性能。当涉及到将静态更改为实例时，对于处理器缓存，您将知道您真的在突破极限。

如果多个线程正在写入该数据，您将出现缓存抖动（一个CPU缓存上的写入会使其他CPU的缓存失效）。你的朋友在技术上是正确的，但很有可能这不是你的主要瓶颈，所以没关系

如果多个线程正在读取数据，那么您的朋友就大错特错了

如果在线程之间共享可变数据，则需要锁或无锁算法（不幸的是，很少可用，有时很难使用）。

• 拥有很少的、广泛使用的、锁仲裁的资源可能会使您遇到瓶颈
• 静态数据类似于单个实例资源

因此：

• 如果许多线程访问静态数据，而您使用锁进行仲裁，那么您的线程将为访问权而斗争

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在设计高度多线程的应用程序时，请尝试使用许多细粒度锁。拆分您的数据，这样一个线程就可以抓取一块数据并与其一起运行，希望没有其他线程需要等待它，因为它们正忙于处理自己的数据块。

x86体系结构实现缓存侦听，以便在写入时保持数据缓存同步，如果它们恰好缓存相同的内容。。。并非所有的体系结构都是在硬件上实现的，有些体系结构依靠软件来确保这种情况永远不会发生。

对我来说很有意义。他确实在谈论表演。那么你认为他是什么意思呢？：）在缓存之间共享一个实例意味着什么？他的意思是——如果我没有理解错的话——该类的静态实例一次只能存在于一个处理器缓存中。但这对我来说毫无意义。如果你认为BIOS涉及调度和缓存管理，你必须重新阅读很多…是的，BIOS与这里的任何事情都无关。一旦操作系统被加载，它就处于完全控制之下，它是唯一真正运行的进程，其他一切都只是存在于其边界内的抽象。是的