1. 概念
MESI(Modified Exclusive Shared Or Invalid)是一种广泛使用的支持写回策略的缓存一致性协议。
cpu核中每个缓存行使用2bit表示4种状态。
2.状态机
M(Modified,修改的):
缓存行只被缓存在该cpu中(其它cpu中如果有,也会变为invalid),并且是被修改过的,修改内容需要在未来某个时间点写回主内存。
写回主内存之后,变为独享状态
E(Exclusive,独享的):
该缓存行只被缓存在该cpu缓存中,且是未被修改的。
S(Shared, 共享的):
缓存行可能被多个cpu缓存,并且各个缓存行的数据和主存一致。
当有一个cpu修改缓存行时,其它cpu中的缓存行变为无效状态。
I(Invalid,无效的):
该缓存是无效的。
某个核修改了缓存行后,其它核的缓存行会变为无效。
3.状态转换图解
A.起初只有一个cpu核加载了缓存,那么缓存行的状态为Exclusive
B.新增了两个核加载了同样的缓存,则状态全部切换为Shared
C.第一个核修改了缓存,则状态变为Modified,其它两个核监测到写操作,则转态变为Invalid状态
4.原理
在多核系统中,每个cpu核都有自己的缓存cache,那么久涉及到了缓存一致性问题。
在MESI模型中,每个cache的控制器不仅知道自己的读写操作,而且还监听了其它cache的读写操作。
每个cache根据自身的状态和新发生的读写操作转换缓存行当前状态。
图片转载自: