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事务的串行化(Transaction Serialization),事务串行化是说,我们在一个 CPU 核心里面的读取和写入,在其他的节点看起来,顺序是一样的。
第一点写传播很容易理解。既然我们数据写完了,自然要同步到其他 CPU 核的 Cache 里。但是第二点事务的串行化,可能没那么好理解,我这里仔细解释一下。
我们还拿刚才修改 iPhone 的价格来解释。这一次,我们找一个有 4 个核心的 CPU。1 号核心呢,先把 iPhone 的价格改成了 6000 块。差不多在同一个时间, 2 号核心把 iPhone 的价格改成了 5000 块。这里两个修改,都会传播到 3 号核心和 4 号核心。
然而这里有个问题,3 号核心先收到了 2 号核心的写传播,再收到 1 号核心的写传播。所以 3 号核心看到的 iPhone 价格是先变成了 6000 块,再变成了 5000 块。而 4 号核心呢,是反过来的,先看到变成了 5000 块,再变成 6000 块。虽然写传播是做到了,但是各个 Cache 里面的数据,是不一致的。
事实上,我们需要的是,从 1 号到 4 号核心,都能看到相同顺序的数据变化。比如说,都是先变成了 5000 块,再变成了 6000 块。这样,我们才能称之为实现了事务的串行化。
事务的串行化,不仅仅是缓存一致性中所必须的。比如,我们平时所用到的系统当中,最需要保障事务串行化的就是数据库。多个不同的连接去访问数据库的时候,我们必须保障事务的串行化,做不到事务的串行化的数据库,根本没法作为可靠的商业数据库来使用。
而在 CPU Cache 里做到事务串行化,需要做到两点,第一点是一个 CPU 核心对于数据的操作,需要同步通信给到其他 CPU 核心。第二点是,如果两个 CPU 核心里有同一个数据的 Cache,那么对于这个 Cache 数据的更新,需要有一个“锁”的概念。只有拿到了对应 Cache Block 的“锁”之后,才能进行对应的数据更新。
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39 | MESI协议:如何让多核CPU的高速缓存保持一致?