多線程環(huán)境下存在的問題 緩存一致性問題岂膳，指令重拍問題誓竿，可見性，有序性谈截，
緩存一致性問題
在多處理器系統(tǒng)中筷屡，每個處理器都有自己的高速緩存，而它們又共享同一主內(nèi)存（MainMemory）簸喂”兴溃基于高速緩存的存儲交互很好地解決了處理器與內(nèi)存的速度矛盾，但是也引入了新的問題：緩存一致性（CacheCoherence）喻鳄。當(dāng)多個處理器的運算任務(wù)都涉及同一塊主內(nèi)存區(qū)域時扼倘，將可能導(dǎo)致各自的緩存數(shù)據(jù)不一致的情況，如果真的發(fā)生這種情況除呵，那同步回到主內(nèi)存時以誰的緩存數(shù)據(jù)為準(zhǔn)呢唉锌？為了解決一致性的問題，需要各個處理器訪問緩存時都遵循一些協(xié)議竿奏，在讀寫時要根據(jù)協(xié)議來進行操作袄简，這類協(xié)議有MSI、MESI（IllinoisProtocol）泛啸、MOSI绿语、Synapse、Firefly及DragonProtocol候址，等等
這里我們主要分享下MESI協(xié)議
緩存行的四個狀態(tài)：MESI中每個緩存行都有四個狀態(tài)吕粹，分別是M（modified）、E（exclusive）岗仑、S（shared）匹耕、I（invalid）。下面我們介紹一下這四個狀態(tài)分別代表什么意思荠雕。
M：代表該緩存行中的內(nèi)容被修改了稳其，并且該緩存行只被緩存在該CPU中驶赏。這個狀態(tài)的緩存行中的數(shù)據(jù)和內(nèi)存中的不一樣，在未來的某個時刻它會被寫入到內(nèi)存中（當(dāng)其他CPU要讀取該緩存行的內(nèi)容時既鞠∶喊或者其他CPU要修改該緩存對應(yīng)的內(nèi)存中的內(nèi)容時（個人理解CPU要修改該內(nèi)存時先要讀取到緩存中再進行修改），這樣的話和讀取緩存中的內(nèi)容其實是一個道理）嘱蛋。
E：E代表該緩存行對應(yīng)內(nèi)存中的內(nèi)容只被該CPU緩存蚯姆，其他CPU沒有緩存該緩存對應(yīng)內(nèi)存行中的內(nèi)容。這個狀態(tài)的緩存行中的內(nèi)容和內(nèi)存中的內(nèi)容一致洒敏。該緩存可以在任何其他CPU讀取該緩存對應(yīng)內(nèi)存中的內(nèi)容時變成S狀態(tài)龄恋。或者本地處理器寫該緩存就會變成M狀態(tài)凶伙。
S:該狀態(tài)意味著數(shù)據(jù)不止存在本地CPU緩存中篙挽，還存在別的CPU的緩存中。這個狀態(tài)的數(shù)據(jù)和內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是一致的镊靴。當(dāng)有一個CPU修改該緩存行對應(yīng)的內(nèi)存的內(nèi)容時會使該緩存行變成 I 狀態(tài)铣卡。
I：代表該緩存行中的內(nèi)容時無效的。
我理解的MESI協(xié)議偏竟，當(dāng)當(dāng)前cpu讀取對應(yīng)內(nèi)容時是E（獨享）煮落，其他cpu讀取后E（獨享）->S（共享），當(dāng)前cpu進行寫入時候S->M(修改)踊谋，同時其他cpu S（共享）狀態(tài)轉(zhuǎn)化為-> I(失效)
理解這個流程就可以不用死記硬背了
緩存一致性協(xié)議只能解決數(shù)據(jù)不大于一個緩存行的情況蝉仇，如果數(shù)據(jù)大于一個緩存行，那么還是需要使用總線鎖
