C#变量新鲜度

Question

假设我在一个类中有一个成员变量(具有原子读/写数据类型):

bool m_Done = false;

然后我创建一个任务将其设置为 true:

Task.Run(() => m_Done = true);

我不在乎什么时候 m_Done 会被设置为 true。 我的问题是 C# 语言规范和任务并行库是否可以保证 如果我从不同的线程访问它，最终 m_Done 将为真？
示例:

if(m_Done) { // Do something }

我知道使用锁会引入必要的内存屏障，并且 m_Done 稍后会显示为 true。 我也可以在设置变量时使用 Volatile.Write，在设置变量时使用 Volatile.Read 阅读它。 我看到很多代码都是这样写的(没有锁或 volatile)，但我不确定它是否正确。

请注意，我的问题不是针对 C# 或 .Net 的特定实现， 它是针对规范的。 如果在 x86、x64、Itanium 或 ARM 上运行，我需要知道当前代码的行为是否相似。

Answer 1

I don't care when exactly m_Done will be set to true. My question is do I have a guarantee by the C# language specification and the Task parallel library that eventually m_Done will be true if I'm accessing it from a different thread?

没有。

m_Done 的读取是非 volatile 的，因此可能会及时向后移动任意远，结果可能会被缓存。因此，可以观察到每次读取都为 false。

I need to know if the current code will behave similarly if running on x86, x64, Itanium or ARM.

规范不保证代码会被观察到在强 (x86) 和弱 (ARM) 内存模型上做同样的事情。

规范非常清楚地说明了对非 volatile 读写的保证:在没有某些特殊事件(如锁定)的情况下，它们可以在不同线程上任意重新排序。

阅读规范以获取详细信息，尤其是与 volatile 访问相关的副作用。如果在那之后您还有更多问题，请发布一个新问题。这是非常棘手的事情。

此外，该问题假定您忽略了确定任务已完成的现有机制，而是自己滚动。现有机制是由专家设计的；使用它们。

I'm seeing a lot of code written this way (without locks or volatile) and I'm not sure if it is correct.

几乎可以肯定不是。

向编写该代码的人提出的一个很好的练习是:

static volatile bool q = false;
static volatile bool r = false;
static volatile bool s = false;
static volatile bool t = false;
static object locker = new object();

static bool GetR() { return r; }  // No lock!
static void SetR() { lock(locker) { r = true; } }

static void MethodOne()
{
  q = true;
  if (!GetR())
    s = true;
}

static void MethodTwo()
{
  SetR();
  if (!q)
    t = true;
}

字段初始化后，从一个线程调用 MethodOne，从另一个线程调用 MethodTwo。请注意，一切都是易变的，并且对 r 的写入不仅是易变的，而且是完全隔离的。两种方法都正常完成。之后是否有可能在第一个线程上观察到 s 和 t 都为真？在 x86 上可以吗？看来不是；如果第一个线程赢得比赛，则 t 保持为假，如果第二个线程获胜，则 s 保持为假；这种分析是错误的。为什么？ (提示:x86 如何允许重写 MethodOne ？)

如果编码人员无法回答这个问题，那么他们几乎肯定无法使用 volatile 进行正确编程，并且不应该在没有锁的情况下跨线程共享内存。