对齐填充@Contended

对齐填充Padding（不够64字节用0填充）是用来解决伪共享问题，保证一个缓存行只读取一个数据，避免多个线程竞争同一个缓存行带来性能问题。

伪共享

CPU缓存是由多个缓存行组成的，缓存行是CPU和内存之间交互的最小单元，每个缓存行大小是64个字节，每次CPU读取数据以块为单位64个字节，一次读取一块数据（猜想上下位的数据也是需要的），避免多次交互，一个缓存行可以缓存多个数据（比如：X， Y， Z三个数据），当多个线程情况下，如果线程A修改数据X，线程B需要修改数据Y，但是都处于同一个缓存行，这时候会存在缓存行竞争，如果线程A获取到缓存行，那么线程B缓存行失效，修改数据会失败，如果线程B竞争到缓存行，线程A修改数据会失败，这样会多次请求失败，影响性能，这就是伪共享问题。

对齐填充代码演示

将下面类中数据对象由ValueNoPadding改成ValuePadding，我们会发现执行效率会高很过

public class ShareExample implements Runnable{public final static long ITERATIONS = 500L * 1000L * 100L;private int arrayIndex = 0;private static ValueNoPadding[] longs; //没有填充的对象数组public ShareExample(final int arrayIndex) {this.arrayIndex = arrayIndex;}public static void main(final String[] args) throws Exception {for(int i = 1; i < 10; i++){System.gc();final long start = System.currentTimeMillis();runTest(i);System.out.println(i + " Threads, duration = " + (System.currentTimeMillis() - start));}}private static void runTest(int NUM_THREADS) throws InterruptedException {Thread[] threads = new Thread[NUM_THREADS];longs = new ValueNoPadding[NUM_THREADS];for (int i = 0; i < longs.length; i++) {longs[i] = new ValueNoPadding();}for (int i = 0; i < threads.length; i++) {threads[i] = new Thread(new ShareExample(i));}for (Thread t : threads) {t.start();}for (Thread t : threads) {t.join();}}@Overridepublic void run() {long i = ITERATIONS + 1;while (0 != --i) {longs[arrayIndex].value = 0L;}}public final static class ValuePadding {protected long p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7;protected volatile long value = 0L;  //64字节//64个字节protected long p9, p10, p11, p12, p13, p14;protected long p15;}//@Contended //java8public final static class ValueNoPadding {// protected long p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7;protected volatile long value = 0L;  //8个字节.  MESI协议，保证缓存一致性.// protected long p9, p10, p11, p12, p13, p14, p15;}
}

Java8 @Contended

除了对字段进行填充之外，还有一个比较清爽的方法，那就是对需要避免陷入伪共享的字段进行注解。Java8中JEP142引入了@Contended注解，被这个注解修饰的字段必须和其他字段放在不同的位置，避免出现伪共享，其实原理也是实现了对齐填充，不过前提是需要通过JVM参数-XX:-RestrictContended开启此功能。

Idea中配置开启@Contented：

1) idea工具栏中 Help --> Edit Custom Vm Options
2) -XX参数中 boolean类型, -XX:+RestrictContended为该属性设置为true，-XX:-RestrictContended为属性设置为false；
3) 上述参数为JVM虚拟机启动时使用；

package com.lucifer.thread.padding;import sun.misc.Contended;public final class FalseSharing implements Runnable {public static int NUM_THREADS = 4; // changepublic final static long ITERATIONS = 500L * 1000L * 1000L;private final int arrayIndex;private static VolatileLong[] longs;public FalseSharing(final int arrayIndex) {this.arrayIndex = arrayIndex;}public static void main(final String[] args) throws Exception {Thread.sleep(10000);System.out.println("starting....");if (args.length == 1) {NUM_THREADS = Integer.parseInt(args[0]);}longs = new VolatileLong[NUM_THREADS];for (int i = 0; i < longs.length; i++) {longs[i] = new VolatileLong();}final long start = System.nanoTime();runTest();System.out.println("duration = " + (System.nanoTime() - start));}private static void runTest() throws InterruptedException {Thread[] threads = new Thread[NUM_THREADS];for (int i = 0; i < threads.length; i++) {threads[i] = new Thread(new FalseSharing(i));}for (Thread t : threads) {t.start();}for (Thread t : threads) {t.join();}}public void run() {long i = ITERATIONS + 1;while (0 != --i) {longs[arrayIndex].value = i;}}public static class VolatileLong {@Contendedpublic volatile long value = 0L;}
}