MESI協(xié)議
MESI是Midified（已修改）莲蜘，Exclusive（獨占）阳欲，Shared（共享）眼姐，Invalidated（已失效）的縮寫诫惭，對應(yīng)Cache Line的四種狀態(tài)檩奠。
多核CPU的cache和內(nèi)存的構(gòu)成可以簡化為：每個CPU有自己的獨有的cache桩了，然后大家共享內(nèi)存，當每個CPU從cache中讀取數(shù)據(jù)時埠戳，如何保證所有cache和內(nèi)存中數(shù)據(jù)的一致性井誉，即使MESI協(xié)議要解決的問題。
四種狀態(tài)
【已修改】 即臟標記乞而，表示當前cache line中的數(shù)據(jù)已經(jīng)被更新過送悔，沒有被寫到內(nèi)存中∽δ＃【已失效】狀態(tài)欠啤，表示這個cache line里的數(shù)據(jù)已經(jīng)失效，是不可以讀取的數(shù)據(jù)屋灌。
【獨占】和【共享】狀態(tài)都表示這個cache line中的數(shù)據(jù)是干凈的（即與內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是一致的洁段，共享同時也表示與其他cpu cache中的數(shù)據(jù)是一致的）。
【獨占】是指當前這份數(shù)據(jù)只保存在當前cpu cache中共郭，其他cpu cache中沒有該數(shù)據(jù)（或者原本有的這份數(shù)據(jù)變成了已失效的）祠丝。所以這個時候更改獨占的數(shù)據(jù)就可以直接自由寫入疾呻，不需要通知其他的cpu cache（獨占的數(shù)據(jù)更改寫一次后，就會變成已修改的）写半。
而【獨占】狀態(tài)的數(shù)據(jù)岸蜗，如果有其他cpu從內(nèi)存讀取相同的數(shù)據(jù)到各自的cache，那么這個數(shù)據(jù)就會變成【共享】狀態(tài)叠蝇。
進一步的璃岳，【共享】狀態(tài)代表著相同一份數(shù)據(jù)在多個 CPU 的 Cache 里都有，所以當我們要更新 Cache 里面的數(shù)據(jù)的時候悔捶，不能直接修改铃慷，而是要先向所有的其他 CPU 核心廣播一個請求，要求先把其他核心的 Cache 中對應(yīng)的 Cache Line 標記為【無失效】狀態(tài)蜕该，然后再更新當前 Cache 里面的數(shù)據(jù)（這時數(shù)據(jù)的狀態(tài)就變?yōu)楠氄嫉睦绻瘢@時也會同時更新內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，下一次更改獨占的數(shù)據(jù)堂淡，就可以直接更改馋缅，不急于更新內(nèi)存的數(shù)據(jù)）。
狀態(tài)轉(zhuǎn)換
MESI 協(xié)議的四種狀態(tài)之間的流轉(zhuǎn)過程淤齐，可以匯總成下面的表格：
其中股囊，本地讀寫是指當前cpu對于cache line的讀寫，遠程讀寫是指其他cpu讀寫相同的數(shù)據(jù)（對于當前cpu cache line的影響）更啄。
模擬工具
VivioJS MESI help (tcd.ie)
一個可以模擬MESI協(xié)議運行過程的網(wǎng)站稚疹，可以更好的理解協(xié)議的工作過程。
模擬的場景如下圖：
主要分為三個部分：
- 內(nèi)存：顯示的是內(nèi)存地址和數(shù)據(jù)
- CPU 緩存（Cache）：顯示的是cache line中的變量數(shù)據(jù)祭务，以及MESI協(xié)議的狀態(tài)信息内狗，空白表示還沒有數(shù)據(jù)。
- CPU操作：通過點擊可以控制每個CPU對于每個數(shù)據(jù)的讀和寫操作义锥。
內(nèi)存和CPU 緩存之間有三個總線柳沙，分別是： - 數(shù)據(jù)總線：在CPU 緩存與內(nèi)存之間傳送需要處理或是需要儲存的數(shù)據(jù)。
- 地址總線：傳送在內(nèi)存之中儲存的數(shù)據(jù)的地址拌倍。
- shared：這個總線的作用是控制 Cache Line 的MESI狀態(tài)赂鲤。
具體過程大家可以在網(wǎng)站中去操作，很好理解柱恤。
