MESI 缓存一致性协议

CPU 读取存储器数据过程

CPU 要取寄存器XX的值，只需要一步：直接读取

CPU 要取 L1 cache的某个值，需要1-3步（或者更多）：把 cache 行锁住，把某个数据拿来，解锁，如果没锁住就慢了

CPU 要取 L2 cache 的某个值，先要到 L1 cache 里取，L1 当中不存在，在 L2 里，L2 开始加锁，加锁以后，把L2里的数据复制到L1，再执行读L1的过程，上面的3步，再解锁

CPU 取 L3 cache的也是一样，只不过先由 L3 复制到 L2，从 L2 复制到 L1，从 L1 到 CPU

CPU 取内存则最复杂：通知内存控制器占用总线带宽，通知内存加锁，发起内存读请求，等待回应，回应数据保存到 L3（如果没有就到 L2），再从 L3/2到L1，再从 L1 到 CPU，之后解除总线锁定

1. 当 CPU1 从主内存中取共享变量 X=2 时，通过上述 CPU读取数据的过程将数据读取到 CPU 缓存 L1 中，此时只有 CPU1 缓存行得到共享变量X，X 的状态则为 E，CPU1 的缓存行会时刻的监听嗅探 bus总线

2. 当 CPU2 也从主内存中取共享变量 X=2 时，CPU1 的缓存行会嗅探到CP2 对共享变量X 的操作，此时 CPU1 和 CPU2 的缓存行中 X 的状态会变成 S

3. 当 CPU1 对 X 进行+1 操作时，寄存器将 L1 cache 的数据读取，并对 X+1 ,将 X=3 赋值给缓存行 L1 cache，L1 cache 的 X =3 通知 L2 cache，L2 cache 再通知 L3 cache ，最终 CPU 缓存上的 X 都是 3，然后 X=3 将会写到 主内存中，这个回写的过程，CPU1 的 X 状态 会变成 M ，而 CPU2 的缓存行通过 bus 总线嗅探到 主内存X 变量的值改变了，此时 CPU2 的 X 状态就会变成 I ，即该缓存行无效。

4. CPU1 缓存行 X 的值回写到主内存后，CPU1 缓存行的 X 状态又会变成 E

以上为个人理解