C# 值类型的局限性

Posted 2022-02-18 dotNET跨平台

      如果程序希望使用一个值类型实例来进行同步，通常都会是错误(bug)。但运行时应该认为这是非法并抛出异常吗?在下面的代码示例中如果两个不同的线程同时调用同一个Counter 实例的Increment 方法，将会发生什么?

class Counter
    
        private int _i;
        public int Increment()
        
            lock (_i)
            
                return ++_i;
            
        
    

       当我们打算这样做的时候，会发现这样一个意想不到的问题:C#编译器不允许lock关键字使值类型。不过，我们已经熟知lock关键字的内部原理，可以变通一下:

class Counter
    


        private int _i;
        public int Increment()
        


            bool acquired = false;
            try
            
                Monitor.Enter(_i, ref acquired);
                return ++_i;
            
            finally
            
                if (acquired) Monitor.Exit(_i);
            
        
    

       这样一来，程序就引入了一个错误(bug)。多个线程能够同时进入锁内修改_i,而且调 Monitor.Exit还会抛出异常.Monitor.Enter 方法接收的是System.Object类型的参数，是一个引用，而我们传递的是值类型(按值传递)。尽管此时(在需要引用的地方传递值)，我们所传递的值并没有被更改，但是传递给 Monitor.Enter 方法的值与传递给Monitor.Exit方法的值具有不同的标识。类似地，在一个线程里传递给Monitor.Enter方法的值，与另一个线程里传递给Monitor.Enter的值也具有不同的标识。如果我们在需要引用的地方(按值)传递值，就不能获得正确的锁语义。

       当方法返回引用类型时，如果我们返回了一个值类型，在语义上也不是非常合适。例如，下面的代码:

object GetInt()

int i = 42;
 return i; 
 
object obj= GetInt();

      GetInt方法按值返回一个值类型，然而调用者期望方法返回的是引用类型。方法本可以返回在方法执行时存储i的栈位置，但得到的将是到无效内存地址的引用，因为方法的栈帧会在方法返回前清空。这说明默认情况下按值复制的值类型语义，并不适合需要对象引用(指向托管堆)的地方。

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