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缓存一致性

CPU的读写单元正常情况下不能直接访问内存，因为并没有管脚直接连接到内存。相反，CPU和一级缓存通讯，一级和二级，二级和三级...n级才能和内存通讯。

如只处理Read，事情会变很简单，因为

所有级别的缓存遵循：在任意时刻，任意级别缓存中的内容等同于它对应的内存中的内容.

我们透过本级缓存，直接将数据写到下一级缓存，如当前对应段已被这级缓存了，则更新/丢弃。

缓存不会立即吧写操作传递，仅把本级已修改段标记为脏段。脏段会触发回写(写入下一级), 脏段洗净。总结： 当一个脏段被丢弃时，总会先回写。
回写定律： 所有脏段回写后, 任意级别缓存中的内容等同于它对应的内存中的内容.

当单核情况时，没毛病。
如果有多个核， 且拥有自己的缓存(有些CPU共用一块缓存[太慢了]), 且为了解决回写带来的问题，所以产生了MESI及其衍生协议.

Modified 已修改缓存段，当某个核心持有了M状态的缓存段, 其他拥有或等待拥有其内存段的其他核心中的拷贝会马上失效(I)
Exclusive 独占缓存段，与主存一致拷贝, 当某个核心持有了E状态的缓存段，其他拥有有其内存段的其他核心中的拷贝会马上失效(I), 且其他核心无法同时持有它
Shared 共享缓存段, 与主存一致拷贝, 此状态下的缓存段是只读的, 可被多个核心持有
Invalid 失效缓存段, 属于脏段，已不在缓存中/被其他核心M/E, 将会被忽略(相当于从来没被加载)

MESI 定律：在所有的脏缓存段（M 状态）被回写后，任意缓存级别的所有缓存段中的内容，和它们对应的内存中的内容一致。此外，在任意时刻，当某个位置的内存被一个处理器加载入独占缓存段时（E 状态），那它就不会再出现在其他任何处理器的缓存中。

有很多文章说“CPU乱序执行和预测执行”会导致最终写入到内存的数据不符合预期，事实是此结果会被丢弃。
参考：
CPU乱序执行和预测执行导致的安全问题
 Wikipedia: Out-of-order execution