CPU是如何读写数据的？
先简单看下CPU的架构图：
一个CPU通常有多个CPU核心，每个核心又有自己L1 L2 CPU Cache，多个核心之间共享L3 CPU Cache，当缓存未命中后再去内存寻找，还没有则接着再去Disk层寻找，由上到下读写读写速度依次减慢。
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什么是CPU伪共享
伪共享的出现与CPU Cache的缓存机制脱不开关系，我们先看下CPU Cache是如何缓存数据的。
当CPU想要从内存读某个数据时，会先去CPU Cache寻找，若没有，CPU Cache则会把对应的内存数据缓存，而这里不会只缓存CPU需要的那一个数据，他会将相连范围的一小块数据都缓存下来。（为什么这样做呢？我们认为，与CPU刚刚使用过的数据所相邻的数据，很有可能会被CPU调用。缓存一整块数据可以减少CPU与内存直接交互的频率。）
那我们来看下伪共享是什么，举个例子。
假设有两个核心CPU在运行两个不同的线程，CPU A用到变量a，CPU B用到变量b，a和b在内存地址上相邻。
- A只修改a，B只修改b。
- A读取a，由于ab相邻，他俩都被缓存到了一个Cache Line中，A Cache Line此时状态为Exclusive。
- B读取b，由于ab相邻，也被缓存到了B的Cache Line中，此时A Cache Line与B Cache Line变为Shared。
- A修改a，此时A Cache Line变为Modified，而B Cache Line变为Invalidate。
- B修改b，因为B为Invalidate，则先通知A将数据写回到内存中，并变为Invalidate，B从内存中重新读取，并对b做修改，变为Modified。
若上述4-5步骤交替重复的话，CPU Cache的机制便失效了，称其为伪共享。
怎么避免伪共享呢？
其实很简单，对于可能位于多线程并被高频率修改的数据尽量使其独占一个Cache Line就可以了，即空间换时间的做法。
Java Disruptor 的 RingBuffer也是这么做的，具体细节可自查。
CPU是如何选择线程的？
在Linux内核中，线程与进程都是用task_strcut结构体表示的，所以CPU是如何执行任务的，任务其实就是指就是task_strcut。在Linux中，线程共享了进程已经创建的资源，包括内存地址空间、代码段、文件描述符，等等。所以Linux的线程又被称为轻量级进程。
在Linux系统中，根据任务的优先级以及相应要求，分为以下两种：
- 实时任务，优先级0~99，优先级很高。
- 普通任务，优先级100~139，对响应的要求没那么高。
调度类
为了保障优先级高的任务尽可能的被执行，于是分了以下几种调度类：
Deadline与Realtime都用于实时任务，对任务执行有以下三种策略：
- SCHED_DEADLINE：距离deadline越近的任务越先执行。
- SCHED_FIFO：对于相同优先级的任务，按照先来先服务的原则，对应高优先级的任务，可以插队。
- SCHED_RR：对于相同优先级的任务，轮流着运行，每个任务都有一定的时间片，用完时间片后就被放到尾部，对于高优先级的任务，同理可插队。
而 Fair 调度类是应用于普通任务，都是由 CFS 调度器管理的，分为两种调度策略：
- SCHED_NORMAL：普通任务使用的调度策略；
- SCHED_BATCH：后台任务的调度策略，不和终端进行交互，因此在不影响其他需要交互的任务，可以适当降低它的优先级。
CFS调度器（完全公平调度）
对于普通任务来说，只有公平才是最重要的。Linux中，实现了一个基于CFS（Completely Fair Scheduling）的调度算法，也就是完全公平调度。
该算法的理念是让分配给每个任务的CPU时间相同，它为每个任务定义了一个虚拟运行时间，vruntime,如果一个任务在运行，且运行时间越久，该任务的vruntime自然越大，而没有被运行的任务，vruntime是不会变化的。
那么，在CFS算法调度中，会优先选择vruntime少的任务，以保证每个任务的公平性。
上面的选择方式保证了每个任务的公平性，但是没有考虑优先级的问题，这里又引入了权重值的概念，用来调整vruntime的大小。权重值越大，vruntime就会被调整的越小。这里有一条计算公式。
vruntime（虚拟运行时间） = delta_exec（实际运行时间）* NICE_0_LOAD/权重
权重值是根据优先级转换得到的。
CPU运行队列
一个系统通常都会运行着很多任务，任务数量基本都远超核心数量，因此就需要排队。
事实上，每个CPU都有自己的运行队列（Run Queue，RQ），用于描述在此CPU上所运行的所有进程，其队列包含三个运行队列，Deadline（dl_rq）、Runtime（rt_rq）、CFS（cfs_rq）。其中cfs_
rq是用红黑树来描述的，按照vruntime大小排序，最左侧的叶子节点，就是下次会被调度的任务。
这三个队列的调度也是有优先级的，dl_rq > rt_rq > cfs_rq，实时任务总要比普通任务优先被执行。
调整优先级
如果我们启动一个任务的时候没有指定优先级，默认被认为是普通任务，放在cfs_rq中，有CFS调度器来进行管理。
如果想要某个普通任务有更多的执行时间，可以调整任务的nice值，从而让优先级高的任务拥有更多的执行时间。nice值得设置范围为-20 ~ 19，值越低则优先级越高。
上图可以看到普通任务的优先级范围为100139，nice值映射为-2019。
在启动任务时，可以指定nice值
1 | nice -n -3 /usr/sbin/mysqld |
也可以使用renice重新设置
1 | renice -n -10 /usr/sbin/mysqld |
当你启动一个普通任务时，优先级的值可以认为固定为120，你可以使用nice来调整优先级
优先级（新）= nice + 优先级（old）
还记得前面的vruntime计算公式吗。
vruntime（虚拟运行时间） = delta_exec（实际运行时间）* NICE_0_LOAD/权重
权重与nice值之间是有转换表的
weight = 1024 / 1.25nice
每降低1nice值，将多获得10%CPU时间。