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南宁达内IT培训软件开发数据缓存概念与应用分析

发布：南宁达内it培训
来源：互联网
时间：2022-06-13 10:09

缓存技术的应用是目前大多数软件开发项目都会用到的一个软件开发技术，今天我们就通过案例分析来简单了解一下，软件开发数据缓存概念与应用分析。

南宁达内IT培训软件开发数据缓存概念与应用分析

数据缓存

计算机系统通常包含处理器和内存。在现代计算机系是中内存是比处理器慢百倍的，因此处理器通常都要等待内存传输数据。聪明的硬件工程师想出了一个解决方案来抵消速度上差异：他们添加了一个很小的快速内存被称为缓存的东西，用以弥补不同的速度。当程序需要访问主存中的数据，它先会检查数据是否已经在缓存中，如果在，它可以很快的获取数据。否则，计算机会牺牲一些处理器周期，等待主内存提供数据。

通常情况下，缓存存储器分为指令缓存存储器和数据缓存存储器。指令缓存器的目的是加速对指令的访问，数据缓冲器的目的是加快对指令所使用的数据的访问。这篇文章主要关注如何使用数据缓存器来加速程序。

为什么内存缓存可以使程序运行的更快?

那么，为什么增加缓存内存能起作用呢?毕竟，程序可以在任何时候都可以访问任何内存位置，因此，这些数据不应该在缓存中。理论上是这样的，但在实践中，真正的程序几乎不会以随机方式访问内存。

有两个原则制约着现实世界的程序行为。一条被称为时间局部性，即如果处理器目前正在访问某个内存地址，就很有可能在不久的将来访问这个内存地址(例如：循环中的计数器)。二种被称为空间局部性，其含义是如果处理器目前正在访问某个内存地址，那么它很有可能会在不久的将来访问邻近的内存地址(例如：处理数组中的数据)。

数据缓存内部组织形式

现在让我们来看看缓存的内部情况。在现代计算机处理器中被分解为Cacheline，每个Cacheline通常情况下是64bytes的大小。一个Cacheline对应主存中64byte的内存块。获取64byte中的任意1byte数据，意味着需要加载整个64byte内存块到缓存中来。当cacheline长时间没有使用或需要使用新的数据去替换，缓存将返回修改后的块到主存中去。这整个过程程序并不知道。

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