c++ - 高速缓存行填充，用于变量是高速缓存行大小的倍数

我正在创建一个非常快速的多线程离散事件模拟框架。该框架的核心使用原子和无锁编程技术来实现跨多个线程的非常快速的执行。这要求我将一些变量与高速缓存行对齐，并填充剩余的高速缓存行空间，以便没有高速缓存行争用。这是我的方法:

// compute cache line padding size
constexpr u64 CLPAD(u64 _objSize) {
  return ((_objSize / CACHELINE_SIZE) * CACHELINE_SIZE) +
      (((_objSize % CACHELINE_SIZE) > 0) * CACHELINE_SIZE) -
      _objSize;
}

alignas(CACHELINE_SIZE) MyObject myObj;
char padding[CLPAD(sizeof(myObj))];

这对我来说非常有用，但是今天当我将这种方法用于新的对象类型时，我偶然发现了一个问题。 CLPAD()函数返回将输入类型填充到下一个缓存行所需的字符数。但是，如果我输入的大小恰好是高速缓存行数的倍数，则CLPAD返回0。如果尝试创建大小为零的数组，则会收到以下警告/错误:

ISO C++ forbids zero-size array 'padding'

我知道在这种情况下可以修改CLPAD()以返回CACHELINE_SIZE，但是随后我无缘无故地烧写了一个缓存行空间。

如果CLPAD返回0，如何使“padding”的声明消失？

最佳答案

从std::aligned_storage<>中获取页面，我提出了以下内容:

template<class T, bool = false>
struct padded
{
    using type = struct
    {
        alignas(CACHELINE_SIZE)T myObj;
        char padding[CLPAD(sizeof(T))];
    };
};

template<class T>
struct padded<T, true>
{
    using type = struct
    {
        alignas(CACHELINE_SIZE)T myObj;
    };
};

template<class T>
using padded_t = typename padded<T, (sizeof(T) % CACHELINE_SIZE == 0)>::type;

用法:

struct alignas(32) my_type_1 { char c[32]; }; // char c[32] to silence MSVC warning
struct my_type_2 { char c[CACHELINE_SIZE * 2]; }; // ditto

int main()
{
    padded_t<my_type_1> pt0;
    padded_t<my_type_2> pt1;

    sizeof(pt0);    // 128
    alignof(pt0);   // 128

    sizeof(pt1);    // 256
    alignof(pt1);   // 128
}

您可以根据需要提供访问myObj的功能。