c# - Interlocked 类可以安全地与 lock() 混合使用吗？

Question

当您将 Interlocked 操作与 lock()(和其他更高级别的锁)混合使用时，是否可以保证原子读取？

我对混合使用这种锁定机制时的一般行为以及 Int32 和 Int64 之间的任何差异很感兴趣。

private Int64 count;
private object _myLock;

public Int64 Count 
{
  get 
  {
    lock(_myLock)
    {
      return count;
    }
  }
}

public void Increment
{
  Interlocked.Increment(ref count);
}

Answer 1

注意:此答案(包括已经进行的两次编辑)是在问题更改为具有较长的count 之前给出的。对于当前问题而不是 Thread.VolatileRead，我将使用 Interlocked.Read，它也具有 volatile 语义，并且还将处理此处讨论和介绍的 64 位读取问题进入问题

保证原子读取没有锁定，因为读取正确对齐的 32 位或更少的值(您的 count 是)保证是原子的。

这与 64 位值不同，如果它从 -1 开始，并且在另一个线程递增它时被读取，可能导致读取的值是 -1(发生在递增之前)、0(发生在递增之后)或 4294967295 或 -4294967296(32 位写入 0，其他 32 位等待写入)。

Interlocked.Increment的原子自增意味着整个自增操作都是原子的。考虑增量是概念上的:

1. 读取值。
2. 将值加一。
3. 写下值(value)。

然后如果 x 是 54 并且一个线程试图增加它而另一个线程试图将它设置为 67，那么两个正确的可能值是 67(先增加，然后被覆盖)或 68 (赋值首先发生，然后递增)但非原子递增可能导致 55(递增读取，发生 67 的赋值，递增写入)。

一个更常见的实际情况是 x 是 54，一个线程递增，另一个线程递减。这里唯一有效的结果是 54(向上，然后向下，反之亦然)，但如果不是原子的，则可能的结果是 53、54 和 55。

如果你只想要一个原子递增的计数，正确的代码是:

private int count;

public int Count 
{
  get 
  {
    return Thread.VolatileRead(byref count);
  }
}

public void Increment
{
  Interlocked.Increment(count);
}

但是，如果您想根据该计数采取行动，则需要更强的锁定。这是因为使用计数的线程可能在其操作完成之前就已过时。在这种情况下，您需要锁定所有关心计数和更改计数的所有内容。这需要如何完成(以及它是否重要)取决于您的用例的更多问题，而不是从您的问题中推断出来的。

编辑:哦，您可能只想锁定以强制形成内存屏障。您可能还想将 Count 的实现更改为 return Thread.VolatileRead(ref count); 以确保在您要移除锁时刷新 CPU 缓存。这取决于缓存过时在这种情况下的重要性。 (另一种选择是使 count 易变，因为这样所有的读取和写入都将是易变的。请注意，Interlocked 操作不需要这样做，因为它们始终是易变的。 )

编辑 2:确实，您很可能想要这种易变的读取，所以我正在更改上面的答案。您可能可能不会关心它提供的内容，但可能性要小得多。