关于MESI的一些事

MESI：最终一致性

1. M（Modified）：代表该缓存行中的内容被修改了，并且该缓存行只被缓存在该CPU中。这个状态的缓存行中的数据和内存中的不一样，在未来的某个时刻它会被写入到内存中（当其他CPU要读取该缓存行的内容时。或者其他CPU要修改该缓存对应的内存中的内容时
   • 当我们要修改变量时，需要等待B-CPU将变量S变为I，也就是等待ACK响应，当A-CPU收到B响应时才能将变量进行修改
   • 以此引入Store Buffer
2. E（Exclusive）：代表该缓存行对应内存中的内容只被该CPU缓存，其他CPU没有缓存该缓存对应内存行中的内容。
3. S（Shared）：该状态意味着数据不止存在本地CPU缓存中，还存在别的CPU的缓存中。这个状态的数据和内存中的数据是一致的。
4. I（Invalid）：代表该缓存行中的内容是无效的

Store Buffer

• 有了Store Buffer，A-CPU便可以直接修改S变量，然后交给Store Buffer来等待ACK的响应，当收到确认后便可以将变量写入A-CPU本地缓存
• 但是，Store Buffer的存储大小是有限的，我们无法将大量变量都存进Store Buffer中等待ACK的确认，因此我们需要引入失效队列

失效队列

• 有了失效队列，Store Buffer中的变量便能够在失效消息被投入B中时，便可以收到ACK的确认，等到B-CPU空闲下来后便可以去消费失效队列中的消息

指令重排

• 我们所熟悉的指令重排便是由于这两个缓存导致的，比如我们对A、B进行修改，但是B先投入到失效队列中导致B变量先被放入本地缓存中，这也会导致可见性问题
• 读写屏障便是屏蔽这两个队列
  • 写屏障必须要我们在进行写操作前，将所有失效变量刷入失效队列中
  • 读屏障则是要求CPU在读操作之前，将失效队列中的所有消息进行消费，之后再去读变量

总线嗅探机制

CPU和内存通过总线（BUS）互通消息。CPU感知其他CPU的行为（比如读、写某个缓存行）就是是通过嗅探（Snoop）线性中其他CPU发出的请求消息完成的，有时CPU也需要针对总线中的某些请求消息进行响应。这被称为”总线嗅探机制“。

嗅探风暴

当我们对一个变量或多个进行频繁修改时，便会不断的引发嗅探机制的触发，导致CPU总线资源消耗过高，这便是嗅探风暴