面试题答案
一键面试1. CPU缓存一致性协议对内存访问效率的影响
- 减少内存访问次数：CPU缓存一致性协议（如MESI）通过在多个CPU核心缓存之间维护数据一致性，使得大部分内存访问可以直接从缓存中获取数据，而无需访问主存。例如，当一个核心频繁读取某个变量时，只要该变量在其缓存中且状态有效（如在MESI协议下为E或S状态），就可直接从缓存读取，大大提高了访问速度，减少了主存访问带来的延迟。
- 优化数据更新操作：当一个核心要更新数据时，根据协议（如MESI中的M状态），该核心先在自己缓存中更新数据，然后在合适的时机将更新传播到其他核心的缓存和主存。这样避免了每次更新都直接写主存的开销，同时保证其他核心能及时获取最新数据。
2. 举例说明
假设一个多核心的服务器后端程序，多个线程在不同核心上处理共享数据。例如有一个电商系统的库存变量stock，初始值为100。
- 读操作场景：核心A和核心B都要读取
stock值。在MESI协议下，核心A首先读取stock，此时stock在核心A缓存中处于E（Exclusive，独占）状态。当核心B也读取stock时，核心A缓存中的stock变为S（Shared，共享）状态，核心B也将stock读入自己缓存且为S状态。之后核心A和核心B再次读取stock时，都直接从各自缓存读取，无需访问主存，提升了读操作效率。 - 写操作场景：核心A要将
stock值减1，核心A将stock在自己缓存中标记为M（Modified，已修改）状态并更新为99。此时根据MESI协议，核心A要将更新传播给其他核心（如核心B）和主存。核心B收到更新通知后，将自己缓存中的stock标记为无效（I，Invalid），下次读取stock时需从核心A缓存或主存获取最新值。虽然写操作相对复杂，但通过这种方式保证了数据一致性，且相比每次都写主存，整体效率有所提升。