在 C# 中使用 Interlocked 获取和设置线程安全吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C# 中使用 Interlocked 获取和设置线程安全吗？

【英文标题】：Is using Interlocked in C# get and set thread safe?

【发布时间】：2014-05-28 19:48:32

【问题描述】：

是否可以通过在属性访问器中使用Interlocked 来获得线程安全的属性？

例子：

public class A()

    private static long count;

    public static long Count
    
        get
        
            return Interlocked.Read(ref count);
        
        set
        
           Interlocked.Exchange(ref count, value); 
        
    

【问题讨论】：

“线程安全”是整个程序的属性，而不仅仅是其中的一个 sn-p，在您明确明确定义“线程安全”的含义之前，它也不是一个特别有意义的术语"，表示在整个程序中将/不会满足哪些条件。话虽如此，我会说一般来说，看到这样的属性是代码气味。这对我来说是一个信号，有人认为某些东西会正常工作，而实际上它不会，尽管需要查看该属性的每一次使用才能确定。

关于示例代码的“线程安全”，唯一可以说的是，Count 的值是由属性集实际分配给它的值（如果您用简单的分配和返回替换联锁）。但是，正如 Servy 所说，如果您不准确定义您所谈论的“线程安全”属性，那并没有多大意义。

@MaMazav 你甚至不能这么说，真的。 Interlocked.Read 有可能返回一个值，将其存储在临时文件中，调用 setter，更改值，然后让 getter 返回，因此您甚至不能说 getter 不返回一个陈旧的价值。添加的内存屏障有助于它不会作为陈旧，并防止重新排序获取和设置来自同一线程，但是当涉及多个线程时，您仍然可以由于在返回值之前将值存储在临时（隐式完成）中，因此可以做一些非常时髦的事情。

原子性和线程安全是不同的概念，你从这段代码中得到的原子性保证是非常弱的。您所拥有的只是一个保证，当您的程序在 32 位模式下运行时，您将永远不会读取部分更新的值。

@Servy 我唯一的主张是他编写的代码承诺返回值必须是过去分配给它的值（而不是部分分配，如 HansPassant 所说）。我不明白如何将值存储在临时文件中。

【参考方案1】：

当上面的例子运行时，get 和set 访问器的执行行为是线性化的。在不使用Interlocked 的情况下，get 和set 访问器的执行行为介于弱一致性和顺序一致性之间（即只保证表现出弱一致性）。

当作为 64 位进程运行时，同样可以通过标记字段 volatile 并使用简单的返回语句和赋值运算符来完成。但是，当作为 32 位进程运行时，对 volatile 64 位字段的操作不能保证是原子的，因此需要使用 Interlocked 来确保原子性。

【讨论】：

那么...这是是还是否？

@HenkHolterman 这个问题在这种情况下没有意义，因此不能简单地回答是或否。从外部代码与相关属性交互的角度来看，我的回答是准确的。

@280Z28 当一个问题由于缺乏信息而无法回答时，您应该投票关闭它，而不是给出一个不完整且无益的答案。

@280Z28 至此，您已经给出了一些合理的声明，说明此代码做出了哪些保证。问题是我们不知道这些保证是否真的足以满足 OP 的目的，不知道它们是什么。结合大多数人实际上并不理解您提到的“弱一致性”和“顺序一致性”等概念的事实，读者可以根据这个答案确定他们的代码是否有效的可能性似乎......在我心中低落。

【参考方案2】：

它不是线程安全的。试试这个代码：

long i

    get  return Interlocked.Read(ref _i); 
    set  Interlocked.Exchange(ref _i, value); 



long _i;

void Main()


    Parallel.ForEach(Enumerable.Range(0, 1000_000), 
        //new ParallelOptions  MaxDegreeOfParallelism = 1,
        x=>
    
        i++;
    );

    i.Dump();

当您运行此代码时，答案不是 1000_000，而是稍微低一点，证明它不是线程安全的。不知道为什么会这样

【讨论】：

++ 后缀将捕获 i 的值并将其增加一。在 i 的值增加之前（在读取之后），多个线程可以安全地读取 i 的值。稍后这些不同的线程将“安全地”在 i 之上写入相同的值。