c# - 在线程应用程序中使用 C# Volatile 关键字

Question

我有一个类，其中有一些数组列表。

我的主类创建了该类的一个新实例。我的主类至少有 2 个线程在我的类中添加和删除数组列表。目前一切都运行良好，但我只是想知道将我的类与其中的数组列表声明为 volatile 是否会更安全，例如/

private volatile myclass;
myclass = new myclass();
......
myclass.Add(...)
myclass.Clear(..)

Answer 1

在此示例中，使用 volatile 关键字不会使您的代码成为线程安全的。 volatile 关键字通常用于确保在读取或写入变量(即类字段)的值时，该变量的最新值要么从主内存读取，要么直接写入主内存，而不是从缓存读取(例如，例如，CPU 寄存器。 volatile 关键字是“不要对此共享字段使用缓存优化”的一种方式，它消除了线程可能使用字段的本地副本，因此看不到彼此的更新的问题。

在您的情况下， myclass 的值实际上并未被更新(即您没有重新分配 myclass )，因此 volatile 对您没有用，并且它不是您实际想要进行线程的 myclass 变量的更新 -无论如何，在这种情况下是安全的。

如果您希望使实际类的更新成为线程安全的，那么在“添加”和“清除”周围使用“锁”是一种直接的替代方案。这将确保一次只有一个线程可以执行这些操作(更新 myclass 的内部状态)，因此不应并行执行。

锁的使用方式如下:

private readonly object syncObj = new object(); 
private readonly myclass = new myclass();
......

lock (syncObj)
{
    myclass.Add(...)
}

lock (syncObj)
{
    myclass.Clear(..)
}

您还需要在读取“添加”正在更新的状态的任何代码周围添加锁定(如果是这种情况，尽管它没有出现在您的示例代码中)。

第一次编写多线程代码时，为什么在添加到集合时需要锁可能并不明显。如果我们以 List 或 ArrayList 为例，那么问题就出现了，因为这些集合在内部使用数组作为后备存储，并且会动态“增长”这个数组(即通过创建一个新的更大的数组并复制旧的内容)调用 Add 时满足容量要求。这一切都发生在内部，需要维护该数组和变量，例如集合的当前大小(而不是可能更大的实际数组的长度)。因此，如果内部数组需要增长，添加到集合中可能会涉及多个步骤。当以不安全的方式使用多线程时，多个线程可能会间接导致添加时发生增长，从而践踏彼此的更新。除了多个线程同时添加的问题之外，还存在另一个线程可能在内部状态发生更改时尝试读取集合的问题。使用锁可确保此类操作的完成不会受到其他线程的干扰。