c# - 在 64 位英特尔处理器上，对 double 类型变量的读写保证是原子的吗？

Question

我有一台运行 64 位处理器的 64 位机器，但我的应用程序是 32 位的。读取或写入 double 保证是原子的吗？我说的是作业和阅读。 32 位进程如何影响此进程？当其他线程在给定规范中写入时，读者能否从 double 中读取部分值？

Answer 1

没有。 double 可以轻松跨越 L1 缓存线边界，需要多个总线周期才能将两个部分粘合在一起。 C# 中一个非常现实的问题，32 位 CLR 仅提供 4 的对齐保证。

这些未对齐的访问不仅不是原子的，而且由于处理器需要进行洗牌，它们的开销也很大。使用 double 的代码可以有 3 个不同的时序，如果 double 恰好意外对齐到 8 则速度快，当它未对齐到 4 但仍在 L1 缓存行内时慢两倍，当它跨过一个未对齐时慢三倍以上缓存行。当垃圾收集器压缩堆并移动 double 时，这样的程序可能会随机进入其中一种模式。对此要非常警惕，综合测试程序很容易错过这种故障模式。

perf 问题是 double[] 在大对象堆中更快正常分配的核心原因。 LOH 提供对齐到 8 的保证。正常规则是对象 >= 85,000 字节，对于 double[] 在 32 位模式下它是 8,000 字节(数组中的 1000 个元素)。

如果您需要原子性保证，您必须使用 Interlocked.Exchange()。而且我应该发布免责声明，即原子性是一种非常弱的保证，并且在需要时不能替代适当的锁定。