1:在目前主流的计算机中，CPU 执行计算的主要流程如图所示

2:数据加载流程如下

• 1 将需要的数据从磁盘家在到内存中

• 2 将内存中的数据加载到缓存中（图中的 L1,L2,L3）

• 3 CPU 从缓存中拿到数据进行计算

• 4 将计算结果刷回缓存，并在一定的时间刷回内存

3:MESI 出现背景

 现在的CPU的一般都是多核，每个CPU都有自己独立的缓存，就是图中的L1，L2，L3， 如果这时候CPU1更新了数据，比如将a的值从1改成2，但是还没有刷回内存， 那么这时候CPU2从内存读取的a的值还是1，就出现了数据不一致的情况了复制代码

4:对总线加锁

在Java程序中，为了线程安全我们一般都会选择加锁，比如Synchronized，Lock等， 但是对总线加锁会导致对其它数据的读写造成阻塞，整体性能下降复制代码

5:MESI 的原理

MESI的原理就类似HashTable和ConcurrentMap的特性一样，一个是直接在整个方法加锁，一个是分段锁，MESI是针对某个缓存行进行加锁，它只会针对某个缓存行加锁，不会影响其它数据的读写复制代码

6:MESI 协议解析

7:MESI 流程解析

• 1: CPU1 将变量 a 从内存加载到自己的独立的缓存中，并将该变量 a 的状态设置为 E(独享)状态，并通过总线嗅探技术对内存中 a 的操作进行嗅探

• 2:此时 CPU2 要读取变量 a，总线嗅探到这个操作后就会将 CPU1 中变量 a 的状态从 E(独享) 修改成 S(共享) 状态

• 3:如果这时候 CPU1 要修改 a 的值了，那么此时 CPU1 中的 a 的状态就会从 S(共享)状态修改成 M(修改)状态，而 CPU2 中的变量 a 的状态会从 S(共享)状态修改成 I(无效)，这时候如果说 CPU1 和 CPU2 同时要修改 a 的值怎么办？？这时候 MESI 会从 CPU1 和 CPU2 中选择其中一个，并将 a 的状态修改成 M(修改)，其它的都变成 I(无效)

• 4:CPU1 将 a 修改后的值写回内存，并将 a 的状态修改成 E(独享)状态，后续其它 CPU 通过总线嗅探技术得知变量 a 的值已经被修改，就会从内存读取最新的值，并且 CPU1 和 CPU2 中 a 的状态就都会变成 S(共享状态)

• 5:MESI 协议只能保证数据的可见性，并不能保证有序性和原子性，所以不能只靠 MESI 来解决多线程中的安全问题

8:MESI 无效场景

• 1 CPU 不支持缓存一致性协议

• 2 MESI 是对单独一个缓存行进行加锁，此时如果这个数据的大小超出了一个缓存行的大小，那么也会无效

作者：baojh

链接：https://juejin.cn/post/7005454086988365838

来源：掘金