MESI缓存一致性协议（X86系统）

MESI协议也叫做缓存一致性协议，用于处理多处理器共享内存的一致性问题

MESI一致性协议

定义了高速缓存中数据的4种状态

，分别是：

M（Modified）: 修改过的，只有一个CPU能独占这个修改状态，独占的意思是当有一个CPU的高速缓存数据处于这个状态的时候，其它CPU的高速缓存对这个共享的数据均不能操作；此时高速缓存中的数据发生了更新，需要被刷入主内存中。

E（Exclusive）: 独占状态，只有一个CPU能独占这个状态，同样当某个CPU的高速缓存的数据处于这个状态的时候，其它CPU的均不能操作这个共享数据

S（Share）：共享的状态，当CPU的高速缓存中的数据这个状态的时候，各个CPU可以并发的对这个数据进行读取

I（Invalid）：无效的，意思是当前高速缓存的这个数据已经是无效了或者过期了，不能使用。

MESI这四种状态是怎么来解决多核CPU高速缓存数据一致的？

（1）首先像下面的图一样，CPU0、CPU1将共享变量

i = 0

读取，进入自己高速缓存的时候；缓存的状态是S，也就是共享的

（2）然后

CPU0

要对

i = 0

的变量进行修改操作，在MESI一致性里面大概会经过这些步骤：

1. 
   CPU0
   
   发送消息给总线，说我要修改数据了，让总线通知一些其它的CPU

2. 其它的CPU收到通知消息，将自己高速缓存上
   
   i = 0
   
   的数据状态变为
   
   Invalid
   
   过期

3. 其它CPU将自己本地的
   
   i=0 的高速缓存状态变为过期
   
   ，返回我们都完成过期了操作了

4. 总线收到其它CPU返回过期OK了

5. 
   总线返回给CPU0
   
   说，好了，其它CPU都通知到位了，它们高速缓存上的
   
   i = 0
   
   的数据都是过期状态了、

6. CPU0收到了过期确认，都过期了，那我就可以独占这份数据了，嘿嘿，准备可以修改数据了，然后就
   
   设置自己高速缓存的状态为
   
   
   E
   
   
   ，表示其它CPU的高速缓存都过期了，自己可以独占了
   

CPU0修改数据，刷新回主内存，还会经过这些步骤：

CPU0执行**i++**操作，将

i=1

的最新结果刷入到高速缓存中，同时将高速缓存的数据状态设为

M

（修改过的）

然后将高速缓存中

i=1

的最新结果又刷入主内存中

CPU1要读取数据操作，发现高速缓存上过期了，会经过下面步骤：

CPU1发现自己高速缓存上

i = 0

的数据是

Invalid

过期状态，于是从主存重新读取

然后CPU1从主内存读取到

i = 1

的最新的数据，将自己状态设置成

S

（共享）

所以啊，

JAVA内存模型底层其实也还是通过MESI一致性来使得一个线程修改了数据，把别的线程的工作内存副本数据弄失效的。