JVM-003-MESI

MESI

一、缓存一致性协议

  缓存一致性协议有很多，不同的厂商使用的缓存一致性协议是不同的，其中intel使用的缓存一致性协议是MESI。

  MESI是一种广泛使用的支持写策略的缓存一致性协议。

1、缓存行

 缓存行，cache line。

 64 byte。缓存的最小单位。

2、MESI协议中的四种状态

M

 Modified，被修改的

 cache line 被某个cpu缓存，并被修改过，即与主存的data不一致。

 未来某个时间点，允许其他cpu读取主存中的相应内存之前，cache line将被写回主存。

E

 Exclusive，独享的

 cache line被某个cpu缓存，并未被修改过，即与主存的data一致。

 Exclusive-->Shared：任何时刻，其他cpu读取主存中相应的内存时，该cache line的状态就会变成Shared。

 Exclusive-->Modified：该cpu修改了cache line，cache line的状态就会变成Modified。

S

 Shared，共享的

  该缓存行被多个cpu缓存，并且与主存的data一致。

  Shared-->Invalid。某一个cpu修改了cache line，其他cpu的cache line的状态就会变成Invalid。

I

  Invalid，无效的

 cahce line是无效的。因为其他cpu修改过。

3、伪共享问题

cache line之间相互影响。x与y问题

二、合并写机制

 合并写机制也是底层优化的方式之一。
 它将多个指令load到了WCBuffer中，然后一块执行

WCBuffer

 WCBuffer是介于cpu与二级缓存之间的缓存。其只有4 byte，但效率比一级缓存还要快。它主要是用于合并写机制。

cpu读/写data流动：cpu->寄存器->WCbuffer>三级缓存->内存

三、cpu指令乱序执行

 由于cpu在寄存器，三级缓存以及内存执行的效率是不一样的，因此，cpu的指令顺序执行的话，cpu的执行效率就会十分的低下。
 因此，为了提高cpu的执行效率，cpu指令允许乱序执行。
 但是，cpu指令乱序执行有一个大前提，那就是多个指令之间不相干。
 cpu在不同位置执行的效率：寄存器>lv1缓存>lv2缓存>lv3缓存>内存。