总线仲裁机制
在计算机中，数据通过总线在处理器和内存之间传递。每次处理器和内存之间的数据传递都是通过一系列步骤来完成的，这一系列步骤称之为总线事务（BusTransaction）。总线事务包括读事务和写事务。
总线的这种工作机制可以把所有处理器对内存的访问以串行化的方式来执行。在任意时间点，最多只能有一个处理器可以访问内存。这个特性确保了单个总线事务之中的内存读/写操作具有原子性。
处理器提供总线锁定和缓存锁定两个机制来保证复杂内存操作的原子性。
总线锁定
总线锁定就是使用处理器提供的一个LOCK＃信号，当其中一个处理器在总线上输出此信号时，其它处理器的请求将被阻塞住，那么该处理器可以独占共享内存。
缓存锁定
缓存锁定是指内存区域如果被缓存在处理器的缓存行中，并且在Lock操作期间被锁定，那么当它执行锁操作回写到内存时，处理器不会在总线上声言LOCK＃信号（总线锁定信号），而是修改内部的内存地址，并允许它的缓存一致性机制来保证操作的原子性，因为缓存一致性机制会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的内存区域数据，当其他处理器回写已被锁定的缓存行的数据时，会使缓存行无效。
缓存锁定不能使用的特殊情况：
- 当操作的数据不能被缓存在处理器内部，或操作的数据跨多个缓存行时，则处理器会调用总线锁定。
- 有些处理器不支持缓存锁定。
MESI协议
MESI协议是一个基于写失效的缓存一致性协议，是支持回写（write-back）缓存的最常用协议。
缓存行有4种不同的状态:
- 已修改Modified(M)缓存行是脏的（dirty），与主存的值不同。如果别的CPU内核要读主存这块数据，该缓存行必须回写到主存，状态变为共享(S).
- 独占Exclusive(E)缓存行只在当前缓存中，但是干净的—缓存数据同于主存数据。当别的缓存读取它时，状态变为共享；当前写数据时，变为已修改状态。
- 共享Shared(S)缓存行也存在于其它缓存中且是未修改的。缓存行可以在任意时刻抛弃。
- 无效Invalid(I)缓存行是无效的
若有收获，就点个赞吧
0 人点赞
