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MESI协议

缓存一致性问题

我们知道，CPU各个核心都有自己的高速缓存，同时也有共用的缓存。

那么问题来了，当我们采用写回策略时，核心1更新了数据，由于写回策略，我们这个数据只在核心1自己的高速缓存更新，并标记为脏。而只有这个数据要被换出去的时候，数据才写入到主内存。

如果这个时候，核心2去访问这个数据，结果读到的就是一个错误的数据。因为这个更新的数据只在核心1自己的Cache中，而不在核心2的Cache或者主内存中。这个问题就是缓存一致性问题。

要解决这个问题，我们需要一种方法，而这种方法要满足两个条件。

写传播，这个就是说，在一个CPU核心里，Cache中的数据更新，能够传播>到其他核心对应的Cache中。

事务的串行化，这个就是说，如果一个数据被多个核心修改，那么其他核心看到这个数据被修改的顺序必须是一致的。

总线嗅探，本质上就是把所有的读写请求都通过总线广播给所有的核心，然后让各个核心去嗅探这些请求，再根据本地的情况进行响应。

MESI协议，是一种写写失效协议，它只有一个CPU核心负责写入数据，其他CPU核心只同步读取这个写入。在这个CPU核心写入Cache之后，它会去广播一个“失效”请求告诉其他CPU核心。其他的CPU核心，只去判断自己的数据是否“失效”，来看是否需要也标记成失效。

M：代表已修改

E：代表独占

S：代表共享

I：代表已失效

已修改就是说，缓存中的数据已经更新过了，但是还没有写回到主内存中。
已失效就是说，这个缓存里的数据是失效的，不能用的。
独占就是说，这个状态下，缓存中的数据和主内存中的数据是一致的。而对应的数据只加载到当前CPU核所拥有的Cache里。其他的CPU核，并没有加载对应的数据到自己的Cache里。这个时候，向独占的Cache中写数据，可以自由的写而不用通知其他CPU核。
共享就是说，这个状态下，缓存中的数据和主内存中的数据也是一致的。相比于独占状态，在共享状态下，同样的数据在多个CPU核心的Cache都有。所以当其中一个核心要更新数据时，要广播一个请求，要求其他CPU核心Cache中的数据都变成无效的，然后再更新当前Cache中的数据。

相对于写失效协议，还有一种写广播协议。而写失效只是通知其他核心是否需要标记成失效，而这个写广播直接把对应的数据传输给其他核心了。