多线程与高并发原理篇：1_cpu多级缓存模型

Posted 2022-02-16 小猪爸爸

1. 背景

现代计算机技术中，cpu的计算速度远远高于主内存的读写速度。为了解决速度不匹配问题，充分利用cpu的性能，在cpu与主内存之间加入了多级缓存，也叫高速缓存，cpu读取数据直接从高速缓存中读取，写数据也类似，最后将数据从高速缓存同步到主内存。

2. cpu多级缓存模型

现代cpu多采用多核处理器机制，可以执行多个线程，每个cpu都有自己的高速缓存，读数据优先将主内存数据加载到高速缓存，然后cpu通过执行各自线程对应的指令，完成数据处理，处理完后再讲数据写入高速缓存，刷到主内存中，如下图所示：

3. 缓存数据一致性问题

可以看出，各个cpu对应的高速缓存都拥有主内存的数据副本flg=1，并且各自独立，当cpu2对自己高速内存中的数据副本进行修改后，再次同步到主内存flg=2，cpu1对应高速缓存的数据副本与最新的主内存数据会出现不一致。如下图所示：

解决缓存数据不一致的方案将在下一篇分析！