跨越异步边界的布尔标志的线程安全

Posted 2023-02-16

【中文标题】跨越异步边界的布尔标志的线程安全

【英文标题】：Thread-safety of bool flag crossing an async boundary

【发布时间】：2020-02-05 07:42:44

【问题描述】：

是否可以假定以下情况实际上是线程安全的？ bool 标志总是从 false 开始，并且只有一种方式变为 true 或保持原样。 我知道它实际上不是线程安全的，但是真的有可能以某种方式中断吗？

在这种情况下，异步执行甚至是严格排序的，从不并行。

bool cancelled = false;

await MyAsyncJob.Process(() =>

    if (timeout)
    
        cancelled = true;
    
);

if (cancelled)

    DoSomething();

【问题讨论】：

您可能希望将布尔值标记为volatile，或者使用CancellationToken 和CancellationTokenSource。

你可能会？应该？甚至必须？

我认为这没有任何问题。基于此，lambda 已完全执行。

顺便说一句，"I discourage you from ever making a volatile field. Volatile fields are a sign that you are doing something downright crazy" - Eric Lippet。奥哈德的重点。最初来自归档的 MSDN 博客blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2011/06/16/…

Stephen Cleary 对这个问题做了一些有见地的 cmets：没有记录，但微软人员向我保证，如果 await 导致线程切换，障碍总是存在的。 ¹ await 注入了所有必要的线程屏障，因此不存在乱序读取或类似问题。 ²

【参考方案1】：

是否可以假定以下情况实际上是线程安全的？布尔标志...

不清楚你指的是哪个标志。

在您的代码中，cancelled 标志将按您的预期工作，因为在设置它的方法是 awaited 之后检查它。在await 之后运行的代码将看到由 awaited 方法引起的所有副作用。

但是，timeout 看起来根本不是线程安全的。等待的代码检查timeout，但（可能）不是awaiting 任何代码设置 timeout。

您可能会遇到使用锁之类的麻烦，或者您可以使用 .NET 框架提供的 CancellationTokenSource、CancellationToken 和 OperationCanceledException 来解决这种情况：

try

  await MyAsyncJob.Process(() =>
  
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
  );

catch (OperationCanceledException)

  DoSomething();

通过关注standard pattern，其他开发人员将能够更快地理解您的代码。而且您根本不必担心线程安全；提供的框架类型会处理它。

【讨论】：

你不能在等待块之后检查cancellationToken.IsCancellationRequested，避免抛出吗？这当然假设在超时时在等待块内请求取消。

@BenjaminE。标准模式是在取消操作时引发OperationCanceledException 异常。您可以选择检查IsCancellationRequested，但如果您将CancellationToken 传递给任何其他 方法，那么如果取消（遵循标准模式）它们将响应异常，因此您通常会结束无论如何都需要异常处理。