c# - Volatile.Read 和 Volatile.Write 背后的逻辑是什么？

Question

来自 MSDN，Volatile.Read():

Reads the value of a field. On systems that require it, inserts a memory barrier that prevents the processor from reordering memory operations as follows: If a read or write appears after this method in the code, the processor cannot move it before this method.

和Volatile.Write():

Writes a value to a field. On systems that require it, inserts a memory barrier that prevents the processor from reordering memory operations as follows: If a read or write appears before this method in the code, the processor cannot move it after this method.

我想我能理解Volatile.Read()和Volatile.Write()的使用场景，并且看过很多例子解释为什么这两种方法有助于确保程序的正确性。

但我还是想知道，这些规则背后的逻辑是什么？

以Volatile.Read()为例，为什么它需要操作after它不能移动before，但不需要任何东西从操作之前它？

还有为什么它与 Volatile.Write() 相反？

谢谢!

Answer 1

围绕 volatile read 和 volatile write 的保证确保如果一个线程使用 volatile write 来指示某事已完成，然后另一个线程使用 volatile read 来通知某事已完成，那么第二个线程将看到那个东西的全部效果。

例如，假设 Thread1初始化对象 A , 而不是对 flag 的 volatile 写入表示完成了。所有涉及初始化对象字段的内存操作 A发生在代码中的标志设置之前。保证这些“在 volatile 写入后无法移动”到flag ，所以当标志在内存中设置时，整个初始化的对象都在内存中，其他线程可以看到它。

现在让我们说 Thread2正在等待那个对象。它有一个不稳定的读取，看到 flag设置，然后读取 A 的字段并根据阅读的内容做出决定。这些读取操作发生在代码中的 volatile 读取之后， volatile 读取保证确保它们将在内存中的 volatile 读取之后发生，因此 Thread2保证看到对象 A 的完全初始化字段，而不是之前存在的任何东西。

所以:作者写道 Thread1在 volatile 写入 flag 之前确实进入内存，这显然必须在 Thread2 之前进入内存可以volatile读取，下面读取Thread2在那之后发生，所以它看到正确初始化的对象。

这就是为什么写入不能延迟到 volatile 写入之后，读取不能在 volatile 读取之前移动。反之亦然？

好吧，让我们说 Thread2 ，在它看到 A 之后初始化，做一些工作并将其写入内存 Thread1用于决定如何初始化 A .这些写入保证不会在内存中发生，直到之后 Thread2看到A完成后，读取 Thread1保证在 flag 之前 对这些位置进行操作在内存中设置，所以 Thread2的写入保证不会干扰初始化工作。