### 緩存行狀態 CPU的緩存是以緩存行(cache line)為單位的，MESI協議描述了多核處理器中一個緩存行的狀態。在MESI協議中，每個緩存行有4個狀態，分別是： * M（修改，Modified）：本地處理器已經修改緩存行，即是臟行，它的內容與內存中的內容不一樣，并且此 cache 只有本地一個拷貝(專有)； * E（專有，Exclusive）：緩存行內容和內存中的一樣，而且其它處理器都沒有這行數據； * S（共享，Shared）：緩存行內容和內存中的一樣, 有可能其它處理器也存在此緩存行的拷貝； * I（無效，Invalid）：緩存行失效, 不能使用 緩存行的E狀態如下圖：  此時只有core1訪問緩存行，它的緩存行的狀態為E，表示core1獨占。 緩存行的S狀態如下圖：  此時core1和core2都會訪問緩存行，他們的緩存行狀態為S，表示緩存行處于共享狀態 緩存行的M和I狀態如下圖：  此時core1修改了緩存行，因此core1的緩存行狀態為M，代表已經修改，而core2的緩存行狀態為I，代表已經失效，需要從主存中讀取 ### 緩存行狀態轉換 在MESI協議中，每個Cache的Cache控制器不僅知道自己的讀寫操作，而且也監聽(snoop)其它Cache的讀寫操作。每個Cache line所處的狀態根據本核和其它核的讀寫操作在4個狀態間進行遷移。MESI協議狀態遷移圖如下：  * 初始：一開始時，緩存行沒有加載任何數據，所以它處于 I 狀態。 * 本地寫（Local Write）：如果本地處理器寫數據至處于 I 狀態的緩存行，則緩存行的狀態變成 M。 * 本地讀（Local Read）：如果本地處理器讀取處于 I 狀態的緩存行，很明顯此緩存沒有數據給它。此時分兩種情況：(1)其它處理器的緩存里也沒有此行數據，則從內存加載數據到此緩存行后，再將它設成 E 狀態，表示只有我一家有這條數據，其它處理器都沒有；(2)其它處理器的緩存有此行數據，則將此緩存行的狀態設為 S 狀態。（備注：如果處于M狀態的緩存行，再由本地處理器寫入/讀出，狀態是不會改變的） * 遠程讀（Remote Read）：假設我們有兩個處理器 c1 和 c2，如果 c2 需要讀另外一個處理器 c1 的緩存行內容，c1 需要把它緩存行的內容通過內存控制器 (Memory Controller) 發送給 c2，c2 接到后將相應的緩存行狀態設為 S。在設置之前，內存也得從總線上得到這份數據并保存。 * 遠程寫（Remote Write）：其實確切地說不是遠程寫，而是 c2 得到 c1 的數據后，不是為了讀，而是為了寫。也算是本地寫，只是 c1 也擁有這份數據的拷貝，這該怎么辦呢？c2 將發出一個 RFO (Request For Owner) 請求，它需要擁有這行數據的權限，其它處理器的相應緩存行設為 I，除了它自已，誰不能動這行數據。這保證了數據的安全，同時處理 RFO 請求以及設置I的過程將給寫操作帶來很大的性能消耗