多线程编程，CPU是如何解决多线程内存访问问题的
CPU对内存变量的修改是先读取内存数据到CPU Cache中，然后再由CPU做运算，运算完成后继续写入到内存中
在单核CPU中，这完全没有问题，然而在多核CPU中，每一个CPU核心都拥有自己独立的Cache
此时同时访问同一个内存地址时，将会把内存值复制到多个CPU的Cache中
此时如果对Cache中的值进行修改数据就将会不一致，写入到内存时，内存中的数据就将会达不到预期值
为了解决这一个问题，早期CPU中，采用了总线LOCK的办法，某个CPU要对内存操作的时候，总线进行LOCK，直到操作完成再UNLOCK
总线包含了许多设备的控制，LOCK将会大大降低资源处理的速度，于是intel提出了MESI协议
intel自从奔腾之后就开始引入MESI协议，目前许多CPU都在使用该协议的变种
MESI中，一个Cache被称为Row，不同CPU Cache中同一个内存地址的副本，他们的row都是相同的
Row有4种状态，他们分别是
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状态 |
描述 |
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M(Modified) |
这行数据有效，数据被修改了，和内存中的数据不一致，数据只存在于本Cache中。 |
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E(Exclusive) |
这行数据有效，数据和内存中的数据一致，数据只存在于本Cache中。 |
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S(Shared) |
这行数据有效，数据和内存中的数据一致，数据存在于很多Cache中。 |
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I(Invalid) |
这行数据无效。 |
Exclusive独占
M修改状态
每个CPU在读写自己的Cache row的同时，也会监听其他CPU的Cache row
当只有一个CPU拥有内存副本时，设置为E(Exclusive)状态
当第二个CPU读取内存副本时，设置为S(Shared)状态
当其他CPU修改内存副本时，设置为I(Invalid)状态
当前CPU修改内存副本时，设置为M(Modified)状态
每个CPU Cache row都有自己的一个状态
MESI状态之间的迁移过程如下：
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当前状态 |
事件 |
行为 |
下一个状态 |
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I(Invalid) |
Local Read |
如果其它Cache没有这份数据，本Cache从内存中取数据，Cache line状态变成E； 如果其它Cache有这份数据，且状态为M，则将数据更新到内存，本Cache再从内存中取数据，2个Cache 的Cache line状态都变成S； 如果其它Cache有这份数据，且状态为S或者E，本Cache从内存中取数据，这些Cache 的Cache line状态都变成S |
E/S |
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Local Write |
从内存中取数据，在Cache中修改，状态变成M； 如果其它Cache有这份数据，且状态为M，则要先将数据更新到内存； 如果其它Cache有这份数据，则其它Cache的Cache line状态变成I |
M |
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Remote Read |
既然是Invalid，别的核的操作与它无关 |
I |
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Remote Write |
既然是Invalid，别的核的操作与它无关 |
I |
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E(Exclusive) |
Local Read |
从Cache中取数据，状态不变 |
E |
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Local Write |
修改Cache中的数据，状态变成M |
M |
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Remote Read |
数据和其它核共用，状态变成了S |
S |
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Remote Write |
数据被修改，本Cache line不能再使用，状态变成I |
I |
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S(Shared) |
Local Read |
从Cache中取数据，状态不变 |
S |
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Local Write |
修改Cache中的数据，状态变成M， 其它核共享的Cache line状态变成I |
M |
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Remote Read |
状态不变 |
S |
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Remote Write |
数据被修改，本Cache line不能再使用，状态变成I |
I |
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M(Modified) |
Local Read |
从Cache中取数据，状态不变 |
M |
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Local Write |
修改Cache中的数据，状态不变 |
M |
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Remote Read |
这行数据被写到内存中，使其它核能使用到最新的数据，状态变成S |
S |
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Remote Write |
这行数据被写到内存中，使其它核能使用到最新的数据，由于其它核会修改这行数据， 状态变成I |
I |
