c# - C# 线程真的可以缓存一个值并忽略其他线程对该值的更改吗？

Question

这个问题不是关于竞争条件、原子性或为什么应该在代码中使用锁的问题。我已经知道了。

更新:我的问题不是“是否存在 volatile 内存的奇怪之处”(我知道它确实存在)，我的问题是“.NET 运行时是否抽象了那么多，所以您永远不会看到它”。

参见 http://www.yoda.arachsys.com/csharp/threads/volatility.shtml 和关于 Is a string property itself threadsafe? 的第一个答案

(它们实际上是同一篇文章，因为一篇引用了另一篇。)一个线程设置了一个 bool 值，另一个线程一直循环读取该 bool 值——那些文章声称读取线程可能会缓存旧值并且永远不会读取新值值，因此您需要一个锁(或使用 volatile 关键字)。他们声称以下代码可能会永远循环。 现在我同意锁定变量是一种好习惯，但我不敢相信 .NET 运行时真的会像文章中声称的那样忽略内存值的变化。我理解他们关于 volatile 内存与非 volatile 内存的讨论，我同意他们在非托管代码中有一个有效的观点，但我不相信 .NET 运行时不会正确抽象离开，以便下面的代码执行您期望的操作。 这篇文章甚至承认代码“几乎肯定”会工作(尽管不能保证)，所以我调用 BS。任何人都可以验证以下代码是否总是有效吗？有没有人能得到一个失败的案例(也许你不能总是重现它)？

class BackgroundTaskDemo
{
    private bool stopping = false;

    static void Main()
    {
        BackgroundTaskDemo demo = new BackgroundTaskDemo();
        new Thread(demo.DoWork).Start();
        Thread.Sleep(5000);
        demo.stopping = true;
    }

    static void DoWork()
    {
         while (!stopping)
         {
               // Do something here
         }
    }
}

Answer 1

要点是:它可能会工作，但不保证按规范工作。人们通常追求的是出于正确原因工作的代码，而不是靠编译器、运行时和 JIT 的侥幸组合工作，它们可能在框架版本、物理 CPU、平台，以及诸如 x86 与 x64 之类的东西。

理解内存模型是一个非常非常复杂的领域，我并不自称是专家；但是该领域真正的专家向我保证，您所看到的行为是无法保证的。

您可以发布尽可能多的工作示例，但不幸的是，除了“它通常有效”之外，这并不能证明什么。它当然不能证明它保证可以工作。只需要一个反例就可以反驳，但发现它是问题所在……

不，我手边没有。

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用可重复的反例更新:

using System.Threading;
using System;
static class BackgroundTaskDemo
{
    // make this volatile to fix it
    private static bool stopping = false;

    static void Main()
    {
        new Thread(DoWork).Start();
        Thread.Sleep(5000);
        stopping = true;


        Console.WriteLine("Main exit");
        Console.ReadLine();
    }

    static void DoWork()
    {
        int i = 0;
        while (!stopping)
        {
            i++;
        }

        Console.WriteLine("DoWork exit " + i);
    }
}

输出:

Main exit

但仍在运行，满载 CPU；请注意，此时 stopping 已设置为 true。 ReadLine 使进程不会终止。优化似乎取决于循环内代码的大小(因此 i++)。它显然只适用于“发布”模式。添加 volatile 一切正常。