Interlocked.Exchange澄清

Question

我有幾個簡單的（希望），我一直無法找到答案的提問 -

說我有對象A，B是多個線程訪問。

Interlocked.Exchange(ref a, b) 

如果'b'不是易失性的，那麼這個操作會如何對待它？即它會從內存中獲取這個變量的最新值嗎？如果是這樣，這是寫與讀'原子'？據我所知，Interlocked.Exchange的主要目的是，你會得到「A」的前值作爲新寫一個原子操作。但我的主要困惑在於'b'的實際寫入'a'的價值。

我的第二個問題是有關報價在這篇文章中：

http://igoro.com/archive/volatile-keyword-in-c-memory-model-explained/

「一個有趣的一點是，在C＃中所有的寫操作是揮發性根據內存模型，在這裏和這裏記錄在案，並也大概是作爲這樣實現。C＃語言的ECMA規範實際上定義較弱的模型，其中寫操作不是默認揮發性「。

這是真的嗎？如果是這樣，有Interlocked.Exchange的目的，如果不關心「A」的前值？ （屬於我的第一個例子）。在每個寫操作都不穩定的時候，我沒有看到任何其他文章或有關StackOverflow的評論。然而，我明白寫道是原子的。

編輯：如果我的第一個問題的答案是'b'不被視爲易失性的，並且我的第二個問題的答案是寫入確實是不穩定的，那麼後續是當互鎖.exhange有用如果我們不關心'a'的先前價值？

Answer 1

傳遞給Exchange（或傳遞給任何方法的任何易失性變量）的變量在傳遞時不保留「volatile」......實際上並不需要它是volatile（因爲方法調用期間），因爲volatile所做的只是確保編譯器不會優化變量的使用（通常意味着優化寫入寄存器的操作，因此只能由單個處理器「看到」）。在x86/x64以外的處理器上，這有時意味着保證獲取或釋放語義的指令。 .NET不使用寄存器傳遞參數，因此volatile不會影響傳遞參數的「波動性」。由於內存模型的可視性保證，它必須始終從內存獲取最新值

RE問題2：引用是「有點」真，取決於字段的聲明，有可見性保證w.r.t.領域;但沒有「易失性」字段訪問可以在某些使用階段優化到寄存器中，可能會隱藏某些來自其他處理器的寫入。

Interlocked交換使得非原子操作看起來是原子的。交易所本質上是類似於：

var x = someVariable; 
someVariable = y; 

這不可能是原子無論someVariable類型。 Exchange使此操作成爲原子。這也是原子與非原子類型，如double，long（32位）等

什麼Exchange確實使這一部分的原子是使用內存圍欄 - 這使得寫入可見，而不是重新在內存圍欄之後的指令序列中，讀取相同的內存地址。

如果您不關心'a'的前值，爲什麼要使用Exchange？如果你不關心實際的「交換」，那麼VolatileWrite似乎更合適。

或者，如果不需要「交流」，您可以編寫線程安全的代碼模型「A = B」的方法如下：

Thread.MemoryBarrier(); 
A=B; 

FWIW，Interlocked部分仿照周圍比較並交換（CAS）指令在一些處理器中。這些指令允許您在一條指令中執行這兩個操作（使其成爲原子）。如果沒有像Interlocked這樣的東西，編譯器可能很難推斷應該使用這些CAS指令之一。另外，Interlocked在不支持這些CAS指令的處理器上提供了原子用法（以及其他潛在的非原子指令，如inc和dec - 可能並不適用於所有處理器）

Answer 2

如果「B」不揮發，在此操作對待它？

我不認爲你應該永遠不要使用這個，當b是一個共享變量。這樣就消除了整個問題。但Exchange總是會使用Memorybarrier，所以答案可能是Yes。

，如果我們不關心「A」的前值時，是interlocked.exhange有用嗎？

double的過載是非常有用的，因爲寫入double否則不是原子的。 32位系統上的Int64也一樣。

但對原子類型的Exchange()重載使用情況還不太清楚。我認爲大多數算法會支持CompareExcange()。

所以認爲它的原子寫（）。

Answer 3

如果'b'不是易失性的，那麼這個操作會如何對待它？

是的，因爲根據this source，該Interlocked類的所有方法生成內隱記憶柵欄。