C#多线程和重新排序-what'；It’这里正在进行

本文关键字：It 正在进行 这里 -what 多线程 新排序 排序 | 更新日期: 2024-09-26 04:49:26

我有以下代码：

    public static System.Int32 i = 0;
    static void Main(string[] args)
    {
        new Thread(Worker1) { IsBackground = true }.Start();
        new Thread(Worker2) { IsBackground = true }.Start();
        Console.WriteLine("Running... Press enter to quit");
        Console.ReadLine();
    }
    static void Worker1(object _)
    {
        while (true)
        {
            var oldValue = i;
            i++;
            var newValue = i;
            if (newValue < oldValue)
                Console.WriteLine("{2}, i++ went backwards! oldValue={0}, newValue={1}!", oldValue, newValue, DateTime.Now.ToString("HH:MM:ss.fff"));
        }
    }
    static void Worker2(object _)
    {
        while (true)
        {
            i++;
        }
    }

运行时，它会产生如下输出：

17:08:17.020, i++ went backwards! oldValue=6124653, newValue=6113984!
17:08:17.057, i++ went backwards! oldValue=18764535, newValue=18752368!
17:08:17.086, i++ went backwards! oldValue=27236177, newValue=27236176!
17:08:17.087, i++ went backwards! oldValue=27550457, newValue=27535008!
17:08:17.130, i++ went backwards! oldValue=40251349, newValue=40235492!
17:08:17.137, i++ went backwards! oldValue=42339974, newValue=42323786!
17:08:17.142, i++ went backwards! oldValue=43828602, newValue=43828436!
17:08:17.149, i++ went backwards! oldValue=45969702, newValue=45959111!
17:08:17.158, i++ went backwards! oldValue=48705847, newValue=48705549!
17:08:17.230, i++ went backwards! oldValue=71199684, newValue=71199674!

注意：这是在四核i7上运行的，在Windows7上有超线程

据我所知，要么：

  • Thread2在读取oldValue和newValue之间增加了大约40亿次（但不完全！）。考虑到上面的数字和时间，我在接下来的2秒内中10次彩票的几率似乎更高。

  • CPU和编译器正在进行一些重新排序。。。这似乎是合乎逻辑的解释，但我不太清楚到底是什么操作导致了这种情况？

有人能解释一下吗？

为了澄清这个问题：作为教育练习的一部分，我有意寻找能够重现记忆重新排序错误的代码。有很多方法可以解决这个问题，我主要感兴趣的是分析发生了什么。

@Tymek在下面给出了答案（现在已经指出了，显而易见）。

C#多线程和重新排序-what'；It’这里正在进行

你肯定知道i++不是原子的，看起来真的像这样：

  • 从存储器向寄存器读取CCD_ 1
  • 递增寄存器
  • 将寄存器写入CCD_ 2所在的存储器
  • 返回i

该序列可以在任何阶段中断。

考虑到这一点，产生厄运信息的一个案例如下：

  • 设i为100
  • 线程2读取100并被中断
  • 线程1执行一段时间并将i递增到120（几个完整循环），然后将i读取为120，读取i并将其递增到i0，并在var newValue = i;之前中断
  • 线程2将i递增到101并被中断
  • 线程一运行并执行var newValue = i<-这将在CCD_ 15中读取

现在oldValue是120，newValue是101。

如果你希望旧值的赋值、i的递增和新值的赋值"同时"发生，你应该使用锁。只需引入一个私有变量，然后对其使用锁即可。这看起来像：

lock(lockObj)
{
  var oldValue = i;             
  i++;             
  var newValue = i;
}

为了避免这个问题，可以使用Interlocked。增量它将确保操作是原子的和线程安全的。当你使用i++时，它不是原子的，它的值可以在递增过程中更改（例如从另一个线程）。

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