c# - 如何在 C# 中实现我自己的 TaS-Lock？

Question

因此，对于一项任务，我们需要选择使用 C#-Lock 或使用自行实现的 TaS-Lock。我读到的有关 TaS-Locks 的内容是，它使用 1 个原子步骤来读取和写入值。有人建议我们为此使用 C# 中的 Interlocked 类。

到目前为止，这就是我所得到的，但它似乎导致了不一致的答案:

public interface Lock
{
    void Lock();
    void Unlock();
}

public class C_Sharp_Lock : Lock
{
    readonly Object myLock = new object();

    public void Lock()
    {
        Monitor.Enter(myLock);
    }

    public void Unlock()
    {
        Monitor.Exit(myLock);
    }
}

public class Tas_Lock : Lock
{
    int L = 0;

    public void Lock()
    {
        while (0 == Interlocked.Exchange(ref L, 1)) { };
    }

    public void Unlock()
    {
        Interlocked.Exchange(ref L, 0);
    }
}

有谁知道我在这里做错了什么？

编辑:作为对凯文的回应:

我已将其更改为以下内容:

public class Tas_Lock : Lock
{
    int L = 0;

    public void Lock()
    {
        while (0 == Interlocked.CompareExchange(ref L, 1, 0)) { };
    }

    public void Unlock()
    {
        Interlocked.Exchange(ref L, 0);
    }
}

然而，这仍然会返回不一致的结果。

编辑 #2: 对 C# 锁的更改:

public class C_Sharp_Lock : Lock
{
    readonly Object myLock = new object();
    bool lockTaken = false;

    public void Lock()
    {
        Monitor.Enter(myLock, ref lockTaken);
    }

    public void Unlock()
    {
        if (lockTaken)
            Monitor.Exit(myLock);
    }
}

Answer 1

您误解了 Interlocked.CompareExchange 的工作方式。如果它之前等于提供的比较对象，它会自动交换一个值，并返回之前的值。

简而言之，Interlocked.CompareExchange(ref L, 1, 0) 将:

• 检查L是否等于0
• 如果L等于0，那么它会将L设置为1并返回之前的值(0)
• 如果 L 不等于 0(因此等于 1)，则它将返回先前的值 (1)

从那里开始，您应该做的是循环 until Interlocked.CompareExchange 返回 0(这意味着已获取锁)。在您的代码中，您正在等待而 Interlocked.CompareExchange 返回 0。

固定代码:

public class Tas_Lock
{
    int L = 0;

    public void Lock()
    {
        while (0 != Interlocked.CompareExchange(ref L, 1, 0)) { }
    }

    public void Unlock()
    {
        Interlocked.Exchange(ref L, 0);
    }
}

需要注意两点:

• Unlock 中的 Interlocked.Exchange 可以替换为更快的 Volatile.Write(或者甚至是简单的写入，尽管有争议)
• 如果不是为了分配，您可以使用内置类 SpinLock，它已经以优化的方式完成了所有这些工作