c# - 使用 SemaphoreSlim 限制对共享变量的访问是否保证所有写入都是可见的？

Question

概括

我有一个使用 lock 的类(class)提供对私有(private)字段的线程安全访问。但是，由于下面详述的原因，我正在考虑改用 SemaphoreSlim实现线程安全。我知道如果我用 lock (_lock) 包围对该字段的所有访问权限(正如我目前所做的那样)，我保证对该字段的写入将是原子的，并且所有线程都会看到最近写入的值( source )。我想知道我是否可以通过 SemaphoreSlim 获得这两个保证，或者只是关于原子写入的保证。

细节

我有一个我不久前写的接口(interface)来表示可用于与外部设备通信的服务:

public interface ICommunicationService : IDisposable
{
    event EventHandler<ReceivedMessageEventArgs> MessageReceived;
    void SendMessage(GenericMessage message);
    void Start();
}

我最近遇到了一种情况，我希望对这些方法进行异步实现，显然，当您开始执行异步时，您需要全力以赴以避免死锁等，所以我我计划更新接口(interface)和我为支持异步操作而编写的所有现有实现:

public interface ICommunicationService : IDisposable
{
    event EventHandler<ReceivedMessageEventArgs> MessageReceived;
    Task SendMessage(GenericMessage message);
    Task Start();
}

我的一个实现这个接口(interface)的类在它的 SendMessage() 的实现中做了一堆锁定。和 Start() :

public virtual void SendMessage(GenericMessage message)
{
    CheckDisposed();

    lock (_lock)
    {
        if (CommunicationState != CommunicationState.Up)
        {
            throw new InvalidOperationException("Message cannot be sent as communication is not established.");
        }

        try
        {
            _currentDelegate.SendMessage(message);
        }
        catch (Exception)
        {
            TerminateCommunication();
        }
    }
}

尝试将此代码切换到异步实现，我注意到我无法等待 lock 中的任务陈述。根据异步大师 Stephen Cleary 的 blog post on the subject ，执行此操作的异步方式是使用 SemaphoreSlim .

根据那篇文章，我更改了我的 SendMessage对此的实现:

public virtual async Task SendMessage(GenericMessage message)
{
    CheckDisposed();

    if (CommunicationState != CommunicationState.Up)
    {
        throw new InvalidOperationException("Message cannot be sent as communication is not established.");
    }

    // _mutex = new SemaphoreSlim(0, 1)
    await _mutex.WaitAsync().ConfigureAwait(false);

    try
    {
        await _currentDelegate.SendMessage(message);
    }
    catch (Exception)
    {
        TerminateCommunication();
    }
    finally
    {
        _mutex.Release();
    }
}

我想知道的是，我是否保证任何给定线程都会看到 _currentDelegate 的最新值执行时 await _currentDelegate.SendMessage(message) ，或者我是否需要使用另一个构造来确保写入对其他线程立即可见。

特别是这个类有另一个方法 TryRestartCommunication :

private bool TryRestartCommunication(bool initialStart)
{
    // ...
    lock (_lock)
    {
        // ...
        try
        {
            _currentDelegate = _factory();
            _currentDelegate.Start();
            _currentDelegate.MessageReceived += MessageReceived;
            CommunicationState = CommunicationState.Up;
            return true;
        }
        // ...
    }
}

如果我重新实现这个方法来锁定信号量并有一些线程 A 调用 TryRestartCommunication()在线程 B 调用 SendMessage() 之后立即，我保证线程 B 会看到 _currentDelegate 的新值吗？由线程 A 设置？

如果没有，一个不错的解决方案是制作 _currentDelegate volatile ，或使用 Interlocked更新它的值(value)？

编辑

获得了近距离投票，因为显然这个问题还不够清楚。让我尽量说清楚:如果我不再使用 lock 保护我的关键区域至 SemaphoreSlim , 那么我是否需要将共享字段标记为 volatile (或类似的东西)以确保相同级别的线程安全？

Answer 1

如果您从通过 lock() 保护您的关键区域/数据切换到 SemaphoreSlim(1)，您最终将获得相同级别的线程安全。

我们已经做了好几次，从来没有遇到过单一的数据保护错误。

但是请注意，在 await xxx.ConfigureAwait(false); 之后您可能会以不同的同步上下文(线程)和方法结束await _currentDelegate.SendMessage(message);可能不太好。例如，如果该方法访问 Webform UI 控件。