3.3.5 Cache的一致性问题

　　由于Cache中保存的只是主存的部分副本，那么，这些副本与主存中的内容是否能保持一致，这是Cache能否可靠工作的一个关键问题。
　　由于以下两个原因，在一段时间内，主存某单元中的内容与Cache对应单元中的内容可能不相同。这样，就造成Cache与主存的不一致问题。
　　1、如图3.43(a)所示。由于CPU写Cache，把Cache某单元中的内容从X修改成了X'，而主存对应单元中的内容还仍然是X没有改变。
　　2、如图3.43(b)所示。由于从输入输出处理机或输入输出设备修改了主存某单元中的内容，把X修改成了X'，而Cache对应单元中的内容还仍然是X没有改变。
　　当第1种情况发生时，如果把包括X在内的主存中的数据输出到设备去，或者在第2种情况发生时，CPU读了Cache中的数据X，都可能造成错误。
　　解决Cache与主存的不一致性问题，首先要选择合适的Cache更新算法。主要有两种Cache更新算法，写直达法和写回法。写直达法又称为写通过法WT(Write-through)，写回法又称为抵触修改法WB(Write-Back)。

　　写回法是指CPU在执行写操作时，被写数据只写入Cache，不写入主存。仅当需要替换时，才把已经修改过的Cache块写回到主存。在采用这种更新算法的Cache块表中，一般有一个"修改位"。当一块中的任何一个单元被修改时，这一块的修改位就被置"1"，否则这一块的修改位仍保持"0"。在需要替换这一块时，如果对应的修该位为"1"，则必须先把这一块写回到主存中去之后，才能再调入新的块。如果修改位为"0"，则这一块不必写回主存，只要用新调入的块覆盖掉这一块即可。
　　写直达法是指在CPU在执行写操作时，必须把数据同时写入Cache和主存。这样，在Cache的块表中就不需要什"修改位"。当某一块需要替换时，也不必把这一块写回到主存中去，新调入的块可以立即把这一块覆盖掉。