dễ bay hơi và Thread.MemoryBarrier trong C#

Question

Để thực hiện một khóa miễn phí Mã cho đa luồng ứng dụng tôi đã sử dụng volatile biến, Về mặt lý thuyết: Từ khoá volatile chỉ đơn giản được sử dụng để đảm bảo rằng tất cả các chủ đề nhìn thấy giá trị được cập nhật nhất của một biến biến động; do đó, nếu thread A cập nhật giá trị biến và chuỗi B đọc biến đó ngay sau khi cập nhật đó xảy ra, nó sẽ thấy giá trị được cập nhật gần đây nhất được viết từ chủ đề A. Khi tôi đọc trong một số C# 4.0 trong Nutshell book đây là sai vì

áp dụng ổn định không ngăn cản một ghi theo sau là một đọc khỏi bị hoán đổi.

thể vấn đề này được giải quyết bằng cách đặt Thread.MemoryBarrier() trước mỗi get của biến volatile như:

private volatile bool _foo = false; 

private void A() 
{ 
    //… 
    Thread.MemoryBarrier(); 
    if (_foo) 
    { 
     //do somthing 
    } 
} 

private void B() 
{ 
    //… 
    _foo = true; 
    //… 
} 

Và nếu điều này giải quyết vấn đề; xem xét chúng ta có một vòng lặp while phụ thuộc vào giá trị đó tại một trong các điều kiện của nó; đang đặt Thread.MemoryBarrier() trước vòng lặp while là một cách chính xác để khắc phục sự cố? ví dụ:

private void A() 
{ 
    Thread.MemoryBarrier(); 
    while (_someOtherConditions && _foo) 
    { 
     // do somthing. 
    } 
} 

Để chính xác hơn, tôi muốn biến số _foo mang lại giá trị mới nhất khi bất kỳ chuỗi nào yêu cầu bất kỳ lúc nào; vì vậy nếu chèn Thread.MemoryBarrier() trước khi gọi biến sửa chữa vấn đề sau đó tôi có thể sử dụng Foo tài sản thay vì _foo và làm một Thread.MemoryBarrier() trong get của rằng bất động sản như:

Foo 
{ 
    get 
    { 
     Thread.MemoryBarrier(); 
     return _foo; 
    } 
    set 
    { 
     _foo = value; 
    } 
} 

Answer 1

"C# Tóm tắt" là chính xác, nhưng tuyên bố của nó là tranh luận. Tại sao?

• A 'ghi' theo sau là một 'đọc', withot 'bay hơi', đảm bảo sẽ xảy ra trong chương trình đặt hàng nào nếu nó ảnh hưởng Logic trong một chủ đề duy nhất
• Các 'ghi' trước 'đọc' trong chương trình đa luồng là hoàn toàn vô nghĩa để lo lắng về ví dụ của bạn.

Hãy làm rõ. Lấy mã ban đầu của bạn:

private void A() 
{ 
    //… 
    if (_foo) 
    { 
     //do something 
    } 
} 

gì xảy ra nếu scheduler chủ đề đã kiểm tra các biến _foo, nhưng nó được treo ngay trước //do something bình luận? Vâng, tại thời điểm đó thread khác của bạn có thể thay đổi giá trị của _foo, có nghĩa là tất cả các volatiles của bạn và Thread.MemoryBarriers tính cho không có gì !!! Nếu bạn cần tránh do_something nếu giá trị _foo là sai, thì bạn không còn cách nào khác ngoài việc sử dụng khóa.

Tuy nhiên, nếu được phép do something thực thi khi đột ngột _foo trở thành sai, thì điều đó có nghĩa là từ khóa dễ bay hơi là quá đủ cho nhu cầu của bạn.

Để rõ ràng: tất cả những người phản hồi đang yêu cầu bạn sử dụng hàng rào bộ nhớ không chính xác hoặc đang cung cấp quá mức cần thiết.

Answer 2

Trong ví dụ thứ hai của bạn, bạn sẽ cũng cần phải đặt một Thread.MemoryBarrier(); bên trong vòng lặp, để đảm bảo bạn nhận được giá trị gần đây nhất mỗi khi bạn kiểm tra điều kiện vòng lặp.

Answer 3

Kéo từ here ...

class Foo 
{ 
    int _answer; 
    bool _complete; 

    void A() 
    { 
    _answer = 123; 
    Thread.MemoryBarrier(); // Barrier 1 
    _complete = true; 
    Thread.MemoryBarrier(); // Barrier 2 
    } 

    void B() 
    { 
    Thread.MemoryBarrier(); // Barrier 3 
    if (_complete) 
    { 
     Thread.MemoryBarrier();  // Barrier 4 
     Console.WriteLine (_answer); 
    } 
    } 
} 

rào 1 và 4 ngăn ví dụ này từ viết “0”. Rào cản 2 và 3 cung cấp sự đảm bảo về độ tươi: chúng đảm bảo rằng nếu B chạy sau A, đọc _hoàn thành sẽ được đánh giá là đúng.

Vì vậy, nếu chúng ta quay trở lại ví dụ vòng lặp của bạn ... Đây là cách nó nên nhìn ...

lời của

private void A() 
{ 
    Thread.MemoryBarrier(); 
    while (_someOtherConditions && _foo) 
    { 
     //do somthing 
     Thread.MemoryBarrier(); 
    } 
} 

Answer 4

của Microsoft về hàng rào bộ nhớ:

MemoryBarrier được yêu cầu chỉ trên hệ thống đa bộ xử lý có thứ tự bộ nhớ yếu (ví dụ, một hệ thống sử dụng nhiều bộ xử lý Intel Itanium).

Với hầu hết các mục đích, câu lệnh khóa C#, câu lệnh Visual Basic SyncLock hoặc lớp Monitor cung cấp các cách dễ dàng hơn để đồng bộ hóa dữ liệu.

Answer 5

Cuốn sách là chính xác.
Mô hình bộ nhớ của CLR cho biết rằng các hoạt động tải và lưu trữ có thể được sắp xếp lại. Điều này xảy ra cho biến số không ổn định và không biến động.

Khai báo một biến như volatile chỉ có nghĩa là hoạt động tải sẽ có Acquire ngữ nghĩa, và các hoạt động cửa hàng sẽ có phát hành ngữ nghĩa. Ngoài ra, trình biên dịch sẽ tránh thực hiện các tối ưu hóa nhất định mà chuyển tiếp trên thực tế là biến được truy cập theo kiểu chuỗi đơn, được tuần tự hóa (ví dụ: tải trọng/lưu trữ trong vòng lặp).

Chỉ sử dụng volatile từ khóa không tạo ra các phần quan trọng và không khiến cho các chuỗi đồng bộ hóa một cách kỳ diệu với nhau.

Bạn phải cực kỳ cẩn thận khi viết mã miễn phí khóa. Không có gì đơn giản về nó, và ngay cả các chuyên gia cũng gặp khó khăn để làm đúng.
Dù là vấn đề ban đầu bạn đang cố gắng giải quyết, có khả năng là có cách hợp lý hơn để thực hiện điều đó.