Java教程！五分钟搞懂MySQL主从复制原理

Posted 2021-06-05 Java李松

前言

高并发，几乎是每个程序员都想拥有的经验。原因很简单：随着流量变大，会遇到各种各样的技术问题，比如接口响应超时、CPU load升高、GC频繁、死锁、大数据量存储等等，这些问题能推动我们在技术深度上不断精进。
我们知道，高并发代表着大流量，高并发系统设计的魅力就在于我们能够凭借自己的聪明才智设计巧妙的方案，从而抵抗巨大流量的冲击，带给用户更好的使用体验。这些方案好似能操纵流量，让流量更加平稳得被系统中的服务和组件处理。

二、解析

1. 硬件层的并发优化基础知识

存储器的层次结构图如下：

各级缓存耗时对比：

采用分层缓存的层次结构会带来数据不一致问题，如下图：

那么如何保证数据的一致性，现代CPU处理办法有两种：

(1) 锁系统总线；

(2) 利用缓存一致性协议MESI(Intel处理器用的比较多，还有很多其他的缓存一致性协议)，大致结构如下图：

2. CPU的乱序执行

CPU中有个乱序执行的概念，概念图如下：

CPU在执行指令的时候，往往不是顺序执行，但是会遵守as-if-serial原则，也就是最终一致性原则。CPU为了提高指令执行效率，会在一条指令执行过程中(比如去内存读数据)，去同时执行另一条指令，前提是这两条指令没有依赖关系。虽然指令执行顺序发生改变，但是不会影响单线程执行结果。多线程情况下为了不让CUP进行指令重排序，则需要用到Volatile关键字，因为Volatile的重要作用之一就是防止指令重排序。

CPU还会存在合并写的现象。当第一条指令往上级缓存写入数据时，由于上级缓存访问速度比较慢，可能第二条指令又对上一条指令的结果进行了修改，那么CPU将这两条指令合并的最终结果一次性的写入到缓存中，这就成为合并写。

3. 如何保证不乱序执行

(1) 内存屏障：java采用的是内存屏障，内存屏障其实就是一个CPU指令，在硬件层面上来说可以扥为两种：Load Barrier 和 Store Barrier即读屏障和写屏障。主要有两个作用：

a. 阻止屏障两侧的指令重排序；

b. 强制把写缓冲区/高速缓存中的脏数据等写回主内存，让缓存中相应的数据失效。

Kafka进阶篇知识点

Kafka高级篇知识点

44个Kafka知识点（基础+进阶+高级）解析如下

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