c# - Interlocked.Exchange 和 Volatile.Write 之间的区别？

Question

Interlocked.Exchange 和 Volatile.Write 有什么区别？

这两种方法都会更新一些变量的值。有人可以总结一下何时使用它们吗？

• Interlocked.Exchange
• Volatile.Write

特别是我需要更新数组的 double 项，我希望另一个线程看到最新的值。什么是首选？ Interlocked.Exchange(ref arr[3], myValue) 或 Volatile.Write(ref arr[3], info); 其中 arr 是声明为 double?

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真实的例子，我这​​样声明double数组:

private double[] _cachedProduct;

在一个线程中，我这样更新它:

_cachedProduct[instrumentId] = calcValue;
//...
are.Set();

在另一个线程中，我是这样读取这个数组的:

while(true)
{
    are.WaitOne();
    //...
    result += _cachedProduct[instrumentId];
    //...
}

对我来说，它按原样工作得很好。但是，无论看起来如何，要确保“它始终有效”，我应该添加 Volatile.Write 或 Interlocked.Exchange。因为double update is not guaranteed to be atomic .

在这个问题的答案中，我想查看 Volatile 和 Interlocked 类的详细比较。为什么我们需要2个类(class)？使用哪一个以及何时使用？

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另一个例子，来自 in-production project 中锁定机制的实现:

private int _guard = 0;

public bool Acquire() => Interlocked.CompareExchange(ref _guard, 1, 0) == 0;

public void Release1() => Interlocked.Exchange(ref _guard, 0);
public void Release2() => Volatile.Write(ref _guard, 0);

如果此 API 的用户调用 Release1 或 Release2 方法，是否会产生任何实际差异？

Answer 1

Interlocked.Exchange 使用保证原子操作的处理器指令。

Volatile.Write 做同样的事情，但它还包括一个内存屏障操作。我认为微软在 DotNet 4.5 上添加了 Volatile.Write 是因为在 Windows 8 上支持 ARM 处理器。英特尔和 ARM 处理器在内存操作重新排序方面有所不同。

在 Intel 上，您可以保证内存访问操作将按照它们发出的相同顺序完成，或者至少写入操作不会重新排序。

摘自英特尔® 64 位和 IA-32 架构软件开发人员手册，第 8 章:

8.2.2 Memory Ordering in P6 and More Recent Processor Families The Intel Core 2 Duo, Intel Atom, Intel Core Duo, Pentium 4, and P6 family processors also use a processor-ordered memory-ordering model that can be further defined as “write ordered with store-buffer forwarding.” This model can be characterized as follows.

在 ARM 上您没有这种保证，因此需要内存屏障。可以在此处找到对此进行解释的 ARM 博客:http://blogs.arm.com/software-enablement/594-memory-access-ordering-part-3-memory-access-ordering-in-the-arm-architecture/

在您的示例中，由于不保证 double 操作是原子的，因此我建议使用锁来访问它。请记住，在读取和设置值时，您必须对代码的两个部分都使用锁。

一个更完整的例子会更好地回答你的问题，因为不清楚设置这些值后会发生什么。对于向量，如果读者多于作者，请考虑使用 ReaderWriterLockSlim 对象:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.readerwriterlockslim.aspx

线程数和读/写频率可以显着改变您的锁定策略。