异步/等待线程安全与内存缓存

Posted 2023-01-13

我正在查看http://www.albahari.com/threading/part4.aspx中描述的关于内存屏障的部分，并尝试制作“我们真的需要锁和障碍吗？”下提供的示例的异步/等待版本：

public class Program

    static void Main(string[] args)
    
        TestAsync();
        Console.ReadKey(true);
    

    private static async void TestAsync()
    
        bool complete = false;
        Func<Task> testFunc = async () =>
        
            await Task.Delay(1000);
            bool toggle = false;
            while (!complete) toggle = !toggle;
        ;

        var task = testFunc();
        Thread.Sleep(2000);
        complete = true;
        await task;
        Console.WriteLine("Done");
    

在没有调试的情况下在释放模式下运行时，程序将永远不会按照它基于的原始线程示例完成。

但是，由于上下文保存的方式，我在async / await的印象下会阻止这些问题。或者在使用async / await时是否仍然适用所有线程安全规则？

答案

这实际上是一个编译优化问题。当您在发布中编译时出于某种原因，它预测完成将永远不会是真的并无限运行您的应用程序。既然你是基于另一个例子，我猜你已经知道了。但就async / await而言，它不能归咎于它。

要完成这项工作，您仍然需要将complete设置为volatile变量，如下所示：

        static volatile bool complete = false;

这将告诉编译器每个周期检查它，无论它是否有效。

我不是说我同意它，但正在发生的事情是编译器看到完全没有变化直到while（！complete）部分，并且因为没有volatile关键字它决定它永远不会改变为优化性能。

另一种使这项工作的方法是删除编译器优化。您可以单击项目“属性”，然后单击“构建”选项卡，并取消选中“优化代码”。然后它将在发布中工作。

另一答案

问题是访问complete变量不同步。 await将在任务运行之前和之后插入障碍，以确保任务延续看到新值，但请注意，在此示例中，这将无济于事。在complete = true之后，等待任务的事实并没有插入障碍，无论如何，循环线程也没有同步读取变量。

允许编译器优化代码，但即使没有，代码也可能在实践中永远运行，因为complete变量的值永远不会在两个线程之间显式可见。

这可以通过同步方法来解决，比如'volatile'。