multithreading - .NET 线程面试问题

Question

你能描述两种同步多线程写访问的方法吗？
在类(class)成员身上？

请任何人都可以帮助我这是什么意思，什么是正确的答案。

Answer 1

当您在 C# 中更改数据时，看起来像单个操作的内容可能会被编译为多个指令。参加以下类(class):

public class Number {
    private int a = 0;
    public void Add(int b) {
        a += b;
    }
}

构建它时，您将获得以下 IL 代码:

IL_0000:  nop
IL_0001:  ldarg.0
IL_0002:  dup
// Pushes the value of the private variable 'a' onto the stack
IL_0003:  ldfld      int32 Simple.Number::a
// Pushes the value of the argument 'b' onto the stack
IL_0008:  ldarg.1
// Adds the top two values of the stack together
IL_0009:  add
// Sets 'a' to the value on top of the stack
IL_000a:  stfld      int32 Simple.Number::a
IL_000f:  ret

现在，假设您有一个 Number对象和两个线程调用它的 Add像这样的方法:

number.Add(2); // Thread 1
number.Add(3); // Thread 2

如果你希望结果是 5 (0 + 2 + 3)，那就有问题了。你不知道这些线程什么时候会执行它们的指令。两个线程都可以执行 IL_0003 (将零压入堆栈)在执行 IL_000a 之前(实际上改变成员变量)，你会得到这个:

a = 0 + 2; // Thread 1
a = 0 + 3; // Thread 2

完成“获胜”的最后一个线程，在进程结束时， a是 2 或 3 而不是 5。

因此，您必须确保一组完整的指令在另一组指令之前完成。为此，您可以:

1) 使用众多 .NET synchronization primitives 之一，在编写类成员时锁定对它的访问。 (如 lock 、 Mutex 、 ReaderWriterLockSlim 等)以便一次只能有一个线程处理它。

2)将写操作插入队列并使用单个线程处理该队列。正如 Thorarin 指出的那样，如果队列不是线程安全的，您仍然需要同步对队列的访问，但对于复杂的写操作来说这是值得的。

还有其他技术。有些(如 Interlocked )仅限于特定的数据类型，还有更多(如 Non-blocking synchronization 和 Part 4 of Joseph Albahari's Threading in C# 中讨论的那些)，尽管它们更复杂:谨慎处理它们。