c# - 仅在构造函数中使用私有(private) setter 是否会使对象线程安全？

Question

我知道我可以像这样创建一个不可变的(即线程安全的)对象:

class CantChangeThis
{
    private readonly int value;

    public CantChangeThis(int value)
    {
        this.value = value;
    }

    public int Value { get { return this.value; } } 
}

但是，我通常会“作弊”并这样做:

class CantChangeThis
{
    public CantChangeThis(int value)
    {
        this.Value = value;
    }

    public int Value { get; private set; } 
}

然后我想知道，“为什么这行得通？”它真的是线程安全的吗？如果我这样使用它:

var instance = new CantChangeThis(5);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(() => doStuff(instance));

那么它真正要做的是(我认为):

1. 在线程共享堆上为实例分配空间
2. 初始化堆上实例内部的值
3. 将指向该空间的指针/引用写入局部变量(线程特定堆栈)
4. 将引用作为值传递给该线程。 (有趣的是，按照我的编写方式，引用位于闭包内，它与我的实例正在做的事情相同，但让我们忽略它。)
5. 线程进入堆并从实例中读取数据。

但是，该实例值存储在共享内存中。这两个线程可能对堆上的内存有缓存不一致的看法。是什么确保线程池线程实际看到构造的实例而不是一些垃圾数据？在任何对象构造的末尾是否存在隐式内存屏障？

Answer 1

• 将指向该空间的指针/引用写入局部变量(线程特定堆栈)
• 初始化堆上实例内部的值

不……反转它们。它更类似于:

• 为对象分配内存
• 构造函数(是，基类)被称为
• 从 new 运算符/关键字“返回”对内存/对象的引用，
• 引用“保存”在 var 实例中(= 赋值运算符)

您可以通过在构造函数中抛出异常来检查这一点。引用变量不会被赋值。

通常，您不希望另一个线程能够看到半初始化的对象(请注意，在 Java 的第一个版本中，这并不能保证......Java 1.0 具有所谓的“弱”内存模型).这是如何获得的？

在 Intel 上它是 guaranteed :

The x86-x64 processor will not reorder two writes, nor will it reorder two reads.

这非常重要 :-) 并且它保证不会发生该问题。此保证不是 .NET 或 ECMA C# 的一部分但在 Intel 上它由处理器保证，而在 Itanium(没有该保证的体系结构)上，这是由 JIT 编译器完成的(请参阅相同的链接)。似乎在 ARM 上不能保证这一点(仍然是相同的链接)。但我还没有看到任何人谈论它。

一般来说，在给出的例子中，这并不重要，因为:

几乎所有与线程相关的操作都使用完整的内存屏障(参见 Memory barrier generators )。一个完整的 Memory Barrier 保证所有在屏障之前的写和读操作真的在屏障之前执行，而所有在屏障之后的读/写操作都在屏障之后执行。 ThreadPool.QueueUserWorkItem 肯定会在某一时刻使用一个完整的 Memory Barrier。并且起始线程必须清楚地“新鲜”地开始，所以它不能有陈旧的数据(到 https://stackoverflow.com/a/10673256/613130 ，我想说可以安全地假设你可以依赖隐式屏障。 )

请注意，英特尔处理器自然是缓存一致的...如果您不想要它，您必须手动禁用缓存一致性(例如，请参阅此问题:https://software.intel.com/en-us/forums/topic/278286)，因此唯一可能的问题是变量“缓存”在寄存器中或预期的读取或延迟的写入(并且这两个“问题”都通过使用完整的内存屏障“修复”)

附录

你的两段代码是等价的。自动属性只是一个“隐藏”字段加上一个样板 get/set 分别是 return hiddenfield; 和 hiddenfield = value。所以如果代码的 v2 有问题，代码的 v1 也会有同样的问题:-)