比較和交換作爲非原子操作

我得到了book about programming in C#.有一個例子。讓我複製並粘貼上下文。比較和交換作爲非原子操作

...介紹了使用聯鎖（這裏省略）。

您還可以使用比較交換方法。該方法首先檢查預期值是否存在;如果是，則用另一個值替換它。

清單1-41顯示比較和交換非原子操作中的值時可能出現的問題。

LISTING 1-41和比較交換作爲非原子操作

class Program 
{ 
    static int value = 1; 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     Task t1 = Task.Run(() => 
      { 
       if(value==1) 
       { 
        // Removing the following line will change the output 
        Thread.Sleep(1000); 
        value = 2; 
       } 
      }); 
     Task t2 = Task.Run(() => 
     { 
      value = 3; 
     }); 
     Task.WaitAll(t1, t2); // Displays 2 
     Console.WriteLine(value); 
    } 
}

任務T1開始運行並看到值等於。與此同時，t2將值更改爲然後t1將其更改回。爲了避免這種情況，你可以使用下面的聯鎖聲明：

Interlocked.CompareExchange(ref value, newValue, compareTo);

這可以確保在比較的價值和交換它的一個新的是一個原子操作。這樣，沒有其他線程可以在比較和交換它之間改變它的值。

這本書不提供更多的細節，只是在這一點結束本節。

我的問題是如何申請Interlocked.CompareExchange(ref value, newValue, compareTo);的代碼？

來源

2015-01-06 Hui Zhao

我不知道該把它放在哪裏。 –

假設將't1'內的所有代碼替換爲'Interlocked.CompareExchange（ref value，2，1）;' –

'Interlocked.CompareExchange（ref value，2，1）''替換't1'。 – Jodrell

嗯，我猜他們的意思是，以取代非原子塊：

if(value==1) 
{ 
    // Removing the following line will change the output 
    Thread.Sleep(1000); 
    value = 2; 
}

隨着

Interlocked.CompareExchange(ref value, 2, 1);

編輯，並Interlocked.CompareExchange解決什麼問題？

兩個任務t1和t2都可能同時更改value。

這裏此代碼序列在多線程代碼共同的反模式 - 所述ABA problem：

if(someUnsynchronizedCondition) 
{ 
    ... Other random code here 
    doSomeActionDependentOnTheCheckedCondition(); 
}

這樣做的問題是，這是檢查（if (value==1)）的條件不一定是真實的任何再在（在你的情況下爲value = 2;），因爲其他線程可以在該線程從if檢查移動到依賴操作所需的同一時間更改該變量（顯然，「其他隨機代碼「需要2秒睡眠，風險就越大）。但即使沒有額外的代碼（即原始代碼仍然傾向於ABA，即使完全除去了ABA）也總是存在風險。

在這本書中的示例中，動作是突變的條件下使用相同的變量，所以因此與Interlocked.CompareExchange這樣的便捷的方式 - 針對英特爾處理器，這相當於一個lock cmpxchg [reg1], reg2atomic instruction。

從更一般的意義上說（即依賴操作不僅僅是改變檢查變量），您需要使用其他的同步方式，例如lock或ReaderWriterLockSlim，特別是如果存在偏差朝着更多的讀者而不是作家。

回覆：最終結果

是，代碼將現在一直顯示3，僅僅是因爲如果第一Task T1執行第一，它將值更改爲2，其將由第二Task T2否決將其設置爲3，但是，如果所述第二任務運行第一（設置爲3），然後將T1不是因爲它是3，而不是1

來源

2015-01-06 14:32:58 StuartLC

然後它顯示3，它是正確的嗎？我試過你的代碼。 –

@HaiZhao：是的，它應該顯示3，因爲't1'在't2'之前開始。 –

是的，結果總是3 - 我已經解釋了一些。 – StuartLC

class Program 
{ 
    static int value = 1; 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     Task t1 = Task.Run(() => 
     { 
      Interlocked.CompareExchange(ref value, 2, 1); 
     }); 
     Task t2 = Task.Run(() => 
     { 
      value = 3; 
     }); 
     Task.WaitAll(t1, t2); 
     Console.WriteLine(value); 
    } 
}

來源

2015-01-06 14:34:09 PiotrWolkowski

可能要更新評論。當然它現在會顯示3。 –

公平點。我剛剛複製了上下文的原始代碼，並替換了必須替換的內容。 – PiotrWolkowski

它取代了單獨的比較和交換指令更新值。在從T1塊：

if(value==1) //Compare 
{ 
    Thread.Sleep(1000); 
    value = 2; //Exchange 
}

希望你會看到，而T1是睡着了，T2可以削減和值設置爲3，因爲你的比較和交換是分開的 - 即不是原子。

如果更換整塊具有：

Interlocked.CompareExchange(ref value, 2, 1);

然後運行保證了比較和交換都一起做，並沒有其他的線程可以在這些操作的中間切開。

這不是一個很好的例子，因爲你也一定會失去Thread.sleep，這使得它不太直觀地遵循恕我直導。

來源

2015-01-06 14:34:16 Paolo

的Interlocked.CompareExchange(ref value, newValue, compareTo);基本上沒有這樣的：

if(value==compareTo) 
{ 
    value = newValue; 
}

但是在一個原子，換言之，非中斷的方式。這可以防止您在示例代碼中檢查該值時遇到的問題，但是在爲其分配新值之前，該值會發生更改。在共享變量的多線程代碼中，這可能非常重要。

你可能會看到這種類型的其他技術。例如，使用對象lock：

lock(someObject) 
{ 
    if(value==compareTo) 
    { 
     value = newValue; 
    } 
}

但這隻會工作，如果每隔試圖改變同一對象上value鎖。

來源

2015-01-06 14:35:10

比較和交換作爲非原子操作

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