缓存一致性协议MESI

Posted 2021-03-20 i-hard-working

1. 缓存一致性协议的由来：

计算机的存储设备速度与cpu的运算速度之间是数量级的差距，现代计算机不得不加入一层读写速度尽可能接近cpu运算速度的高速缓存来作为内存和cpu之间的缓冲：将运算需要使用到的数据复制到缓存中，让运算能快速进行，当运算结束后再从缓存同步回内存之中，这样cpu就无须等待缓慢的内存读写了。

基于高速缓存的存储交互很好地解决了cpu与内存的速度矛盾，但是也引入了新的问题：缓存一致性。在多cpu系统中，每个cpu都有自己的高速缓存，而它们又共享同一主内存，当多个cpu的运算任务都涉及同一块主内存区域时，将可能导致各自的缓存数据不一致的情况，如果真的发生这种情况，那同步回主内存时以谁的缓存数据为准呢？为了解决一致性的问题，需要各个cpu访问缓存时都遵循一些协议，在读写时根据协议来进行操作，这类协议有MSI、MESI、MOSI、Synapse、Firefly及Dragon Protocol等等。jvm内存模型中定义的内存访问操作与硬件的缓存访问操作具有可比性。

2. MESI协议：