c# - 了解非阻塞线程同步和 Thread.MemoryBarrier

Question

在这本线程在线书籍中:http://www.albahari.com/threading/part4.aspx

有一个 Thread.MemoryBarrier() 的例子

   class Foo
{
  int _answer;
  bool _complete;

  void A()
  {
    _answer = 123;
    Thread.MemoryBarrier();    // Barrier 1
    _complete = true;
    Thread.MemoryBarrier();    // Barrier 2
  }

  void B()
  {
    Thread.MemoryBarrier();    // Barrier 3
    if (_complete)
    {
      Thread.MemoryBarrier();       // Barrier 4
      Console.WriteLine (_answer);
    }
  }
}

我们讨论了是否有任何线程阻塞在进行？

我认为有一些，特别是考虑到

A full fence takes around ten nanoseconds on a 2010-era desktop.

另一方面，full fence 只应该禁用指令重新排序和缓存，这听起来不符合线程阻塞的条件，(与 lock 不同，它是明确的该线程在继续之前等待其他线程释放锁，并在此期间被阻塞)

关于那个线程“阻塞状态”。我说的不是线程是否进入阻塞状态，而是是否有一些线程同步发生，这意味着一个线程无法运行而另一个线程不允许它运行因此，在这种情况下通过 MemoryBarrier。

我还想清楚地了解每个障碍的作用。例如屏障 2 - 它究竟如何提供新鲜度保证以及它如何连接到屏障 3？如果有人详细解释这里每个障碍的目的是什么(如果没有 1 或 2 或 3 或 4 可能会出什么问题)我认为我会大大提高我对此的理解。

编辑:现在 1、2 和 3 的作用基本清楚了。然而，4 做什么而 3 不做什么仍然不清楚。

Answer 1

指令执行需要时间这一事实并不暗示线程被阻塞。当线程被专门置于阻塞状态时，线程将被阻塞，而 MemoryBarrier() 不会这样做。

实际上防止指令重新排序和缓存刷新的处理器指令需要时间，因为它们必须等待缓存再次变得一致。在此期间，线程仍被视为正在运行。

更新:让我们看一下示例中实际发生的情况，以及每个内存屏障的实际作用。

正如链接所说，1 和 4 确保生成正确的答案。这是因为 1 确保将答案刷新到内存中，而 4 确保在检索变量之前刷新读取缓存。

2 和 3 确保如果 A 先运行，那么 B 将总是打印答案。 Barrier 2 确保将 true 的写入刷新到内存，而 barrier 3 确保在测试 _complete 的值之前刷新读取的缓存。

缓存和内存刷新应该已经足够清楚了，那么让我们看一下指令重排序。编译器、CLR 和 CPU 知道它们可以重新排序指令的方式是通过按顺序分析一组指令。当他们看到序列中间的屏障指令时，他们就知道指令不能移动穿过该边界。这确保了除了缓存新鲜度之外，指令以正确的顺序出现。