概念
MESI（Modified Exclusive Shared Or Invalid）(也稱為伊利諾斯協(xié)議驾锰，是因?yàn)樵搮f(xié)議由伊利諾斯州立大學(xué)提出）是一種廣泛使用的支持寫回策略的緩存一致性協(xié)議。
MESI協(xié)議中的狀態(tài)
CPU中每個(gè)緩存行（caceh line)使用4種狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記（使用額外的兩位(bit)表示):
M: 被修改（Modified)
該緩存行只被緩存在該CPU的緩存中滚局，并且是被修改過的（dirty),即與主存中的數(shù)據(jù)不一致鹤耍，該緩存行中的內(nèi)存需要在未來的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)（允許其它CPU讀取請(qǐng)主存中相應(yīng)內(nèi)存之前）寫回（write back）主存。
當(dāng)被寫回主存之后，該緩存行的狀態(tài)會(huì)變成獨(dú)享（exclusive)狀態(tài)宛乃。
E: 獨(dú)享的（Exclusive)
該緩存行只被緩存在該CPU的緩存中，它是未被修改過的（clean)蒸辆，與主存中數(shù)據(jù)一致烤惊。該狀態(tài)可以在任何時(shí)刻當(dāng)有其它CPU讀取該內(nèi)存時(shí)變成共享狀態(tài)（shared)。
同樣地吁朦，當(dāng)CPU修改該緩存行中內(nèi)容時(shí)柒室，該狀態(tài)可以變成Modified狀態(tài)。
S: 共享的（Shared)
該狀態(tài)意味著該緩存行可能被多個(gè)CPU緩存逗宜，并且各個(gè)緩存中的數(shù)據(jù)與主存數(shù)據(jù)一致（clean)雄右，當(dāng)有一個(gè)CPU修改該緩存行中，其它CPU中該緩存行可以被作廢（變成無效狀態(tài)（Invalid））纺讲。
I: 無效的（Invalid）
該緩存是無效的（可能有其它CPU修改了該緩存行）擂仍。
MESI狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖[#]
狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系也可以使用下表進(jìn)行表示。
操作
在一個(gè)典型系統(tǒng)中熬甚，可能會(huì)有幾個(gè)緩存（在多核系統(tǒng)中逢渔，每個(gè)核心都會(huì)有自己的緩存）共享主存總線，每個(gè)相應(yīng)的CPU會(huì)發(fā)出讀寫請(qǐng)求乡括，而緩存的目的是為了減少CPU讀寫共享主存的次數(shù)肃廓。
一個(gè)緩存除在Invalid狀態(tài)外都可以滿足cpu的讀請(qǐng)求，一個(gè)Invalid的緩存行必須從主存中讀然迕凇（變成S或者 E狀態(tài)）來滿足該CPU的讀請(qǐng)求盲赊。
一個(gè)寫請(qǐng)求只有在該緩存行是M或者E狀態(tài)時(shí)才能被執(zhí)行，如果緩存行處于S狀態(tài)敷扫，必須先將其它緩存中該緩存行變成Invalid狀態(tài)（也既是不允許不同CPU同時(shí)修改同一緩存行哀蘑，即使修改該緩存行中不同位置的數(shù)據(jù)也不允許）。該操作經(jīng)常作用廣播的方式來完成，例如：RequestFor Ownership (RFO)绘迁。
緩存可以隨時(shí)將一個(gè)非M狀態(tài)的緩存行作廢合溺，或者變成Invalid狀態(tài)，而一個(gè)M狀態(tài)的緩存行必須先被寫回主存缀台。
一個(gè)處于M狀態(tài)的緩存行必須時(shí)刻監(jiān)聽所有試圖讀該緩存行相對(duì)就主存的操作棠赛，這種操作必須在緩存將該緩存行寫回主存并將狀態(tài)變成S狀態(tài)之前被延遲執(zhí)行。
一個(gè)處于S狀態(tài)的緩存行也必須監(jiān)聽其它緩存使該緩存行無效或者獨(dú)享該緩存行的請(qǐng)求将硝，并將該緩存行變成無效（Invalid）恭朗。
一個(gè)處于E狀態(tài)的緩存行也必須監(jiān)聽其它緩存讀主存中該緩存行的操作屏镊，一旦有這種操作依疼，該緩存行需要變成S狀態(tài)。
對(duì)于M和E狀態(tài)而言總是精確的而芥，他們?cè)诤驮摼彺嫘械恼嬲隣顟B(tài)是一致的律罢。而S狀態(tài)可能是非一致的，如果一個(gè)緩存將處于S狀態(tài)的緩存行作廢了棍丐，而另一個(gè)緩存實(shí)際上可能已經(jīng)
獨(dú)享了該緩存行误辑，但是該緩存卻不會(huì)將該緩存行升遷為E狀態(tài)，這是因?yàn)槠渌彺娌粫?huì)廣播他們作廢掉該緩存行的通知歌逢，同樣由于緩存并沒有保存該緩存行的copy的數(shù)量巾钉，因此（即使有這種通知）也沒有辦法確定自己是否已經(jīng)獨(dú)享了該緩存行。
從上面的意義看來E狀態(tài)是一種投機(jī)性的優(yōu)化：如果一個(gè)CPU想修改一個(gè)處于S狀態(tài)的緩存行秘案，總線事務(wù)需要將所有該緩存行的copy變成Invalid狀態(tài)砰苍，而修改E狀態(tài)的緩存不需要使用總線事務(wù)。
參考資料：
計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（第五版）－復(fù)習(xí)－MESI&MOESI協(xié)議
https://www.cnblogs.com/z00377750/p/9180644.html
