局部性原理

定义

局部性原理（Principle of Locality）指程序在执行过程中对存储器的访问并非均匀随机，而是集中在局部区域。它是计算机体系结构中缓存设计有效的根本前提。

分类

时间局部性：刚被访问的数据近期很可能再次被访问，典型如循环变量；空间局部性：某地址被访问后，其邻近地址很可能紧接着被访问，典型如顺序遍历数组、顺序执行的指令流。

应用

整个存储层次结构——寄存器、L1/L2/L3 缓存、内存、磁盘缓存——都建立在局部性之上：把热点数据放进更快的层级，用小容量高速存储服务大部分访问。操作系统的页面置换、数据库的缓冲池、CDN 的边缘缓存同样依赖这一规律。

工程启示

编写缓存友好的代码是重要优化手段：按行优先顺序遍历二维数组、使用紧凑连续的数据结构（如数组优于链表）、避免大步长跳跃访问，都能显著提升缓存命中率，带来数倍的实际性能差异。