堆栈是否在缓存中？

Question

在现代计算机中，我知道当前代码区域在高速缓存中。但是，在许多计算机语言实现中，本地（自动）变量将位于堆栈中，因此将有大量内存访问堆栈。

堆栈是否在正常架构中的另一个缓存中？

如果不是，则假设堆栈可以重新定位为“本地”，即非常靠近当前代码段，以便它位于用于代码的缓存内。这会加速自动变量的内存访问吗？

Answer 1

大多数现代计算机都会不加区别地缓存内存，因此 CPU 访问的任何内存都会被缓存。所以，这包括内存和堆栈。事实上，堆栈很可能几乎一直被缓存，因为它被频繁访问。

对堆栈进行缓存的主要问题是，由于它被频繁修改，可能会导致缓存与主内存不同步并触发缓存未命中，这会损害性能。这种情况通常不会发生，因为大多数体系结构使用所谓的回写缓存，这意味着每个缓存块（称为缓存行）都有一个脏位，并在需要时使用缓存的延迟副本返回到主内存。这通常会导致主内存更新相对较少，并且性能会很好。

但是，如果两个不同的线程尝试写入同一内​​存，则可能会出现性能问题。这可能会导致一致性缺失，从而导致缓存写入和更新到内存并降低性能。通常，软件的结构不会使两个不同的线程使用相同的堆栈。但是，如果发生这种情况，则某些体系结构上的性能可能会很差，因为不同线程的堆栈访问冲突会导致频繁的缓存未命中。