c# - 为什么即使使用 Monitor 时，并非所有成员变量都需要 volatile 以保证线程安全？ (为什么这个模型真的有效？)

Question

(我知道他们没有，但我正在寻找这实际上在不使用 volatile 的情况下工作的根本原因，因为应该没有什么可以阻止编译器在没有 volatile 的情况下将变量存储在寄存器中......或者是否存在...... .)

这个问题源于思想的不一致，即如果没有 volatile ，编译器(理论上可以以各种方式优化任何变量，包括将其存储在 CPU 寄存器中)。虽然文档说在使用诸如变量锁之类的同步时不需要这样做。但在某些情况下，编译器/jit 似乎无法知道您是否会在代码路径中使用它们。因此怀疑这里确实发生了其他事情以使内存模型“起作用”。

在此示例中，是什么阻止编译器/jit 将 _count 优化到寄存器中，从而在寄存器上完成增量而不是直接写入内存(稍后在退出调用后写入内存)？如果_count是 volatile 的，那么似乎一切都应该没问题，但是很多代码都是在没有 volatile 的情况下编写的。如果编译器在方法中看到锁或同步对象，那么编译器可能知道不要将 _count 优化到寄存器中，这是有道理的。但在这种情况下，锁调用位于另一个函数中。

大多数文档都说，如果您使用像锁这样的同步调用，则不需要使用 volatile。

那么是什么阻止编译器将 _count 优化到寄存器中并可能仅更新锁内的寄存器呢？我有一种感觉，由于这个确切的原因，大多数成员变量不会被优化到寄存器中，因为每个成员变量确实需要是 volatile 的，除非编译器可以告诉它不应该优化(否则我怀疑大量代码会失败) 。几年前，我在查看 C++ 时看到了类似的内容，局部函数变量存储在寄存器中，而类成员变量则不然。

所以主要问题是，编译器/jit 不会将类成员变量放入寄存器中，因此 volatile 是不必要的，这真的是在没有 volatile 的情况下工作的唯一方法吗？

(请忽略调用中缺乏异常处理和安全性的问题，但您明白了要点。)

public class MyClass
{
  object _o=new object();

  int _count=0;

  public void Increment()
  {
    Enter();
    // ... many usages of count here...
    count++;
    Exit();
  }




//lets pretend these functions are too big to inline and even call other methods 
// that actually make the monitor call (for example a base class that implemented these) 
  private void Enter() { Monitor.Enter(_o); }  
  private void Exit()  { Monitor.Exit(_o); }  //lets pretend this function is too big to inline
// ...
// ...
}

Answer 1

进入和离开监视器会导致内存栅栏已满。因此，CLR 确保 Monitor.Enter/Monitor.Exit 之前的所有写入操作对所有其他线程都可见，并且方法调用之后的所有读取操作“发生”在它之后。这也意味着调用之前的语句不能在调用之后移动，反之亦然。

参见http://www.albahari.com/threading/part4.aspx .