我应该*始终*同步访问从多个线程使用的所有双字段/属性/变量？

Question

注意我倾向于编写无锁代码，所以我尽可能避免任何类型的锁。 相反，我只是使用while(true)循环，因为我有很多CPU能力。

根据http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa691278%28VS.71%29.aspx double变量更新不是原子的。

我关心两个问题：

• 如果一个线程修改字段或属性的变量，而另一个线程在同一时间 ，我想要么以前的或新的值读它，但我不希望收到一些奇怪的事情。 即如果一个线程从5.5更改为15.15我希望在另一个线程中有这两个数字中的一个，但不是5.15或15.5或其他任何东西。
• 如果一个线程已经更新了值，另一个线程在此之后读取它我想要接收最新的，最新的值。 我认为volatile关键字可以帮助解决这个问题，但似乎不能，因为“Volatile不能保证值的新鲜度。它会阻止一些优化，但不能保证线程同步。” 如上所述是c＃原始数组volatile？

问题：

• 我是否正确，如果没有同步，可能会出现这两个问题？
• 如果你能给我一些简短的例子，证明没有同步它就行不通 - 那会很好
• 我应该如何访问双字段或变量或属性以始终具有真正的最新值？ “同步”会保证“新鲜度”吗？ 最快的方法是什么？ 什么螺旋锁？

目前我在我的程序中使用了很多double和decimal变量/字段/属性，几乎每个都可以正常工作，所以我真的很困惑，因为我从不同的线程访问它们而没有任何同步，这只是有效...但现在我是认为使用float进行“内置同步化”可能会更好

Answer 1

是的，你需要做点什么。 double和decimal 不保证是原子的 ，所以如果你不保护它，你可能会得到一个撕裂的价值 - 即你的第一颗子弹是完全正确的。

volatile ; 这是没有意义的; 你不允许有一个double或decimal的volatile字段，所以最简单的答案是： lock 。

double失败是皇家PITA; 但这里是一个以decimal为特征的撕裂值示例（注意成功/失败的数量将改变每次迭代，即使数据相同;这是线程调度的随机性）：

using System;
using System.Threading;
static class Program
{
    private static decimal shared ;
    static void Main()
    {
        Random random = new Random(12345);
        decimal[] values = new decimal[20];
        Console.WriteLine("Values:");
        for (int i = 0; i < values.Length; i++)
        {
            values[i] = (decimal)random.NextDouble();
            Console.WriteLine(values[i]);
        }
        Console.WriteLine();
        object allAtOnce = new object();
        int waiting = 10;
        shared = values[0];
        int correct = 0, fail = 0;
        for(int i = 0 ; i < 10 ; i++)
        {
            Thread thread = new Thread(() =>
            {
                lock(allAtOnce)
                {
                    if (Interlocked.Decrement(ref waiting) == 0)
                    {
                        Monitor.PulseAll(allAtOnce);
                    } else
                    {
                        Monitor.Wait(allAtOnce);
                    }
                }
                for(int j = 0 ; j < 1000 ; j++)
                {
                    for(int k = 0 ; k < values.Length ; k++)
                    {
                        Thread.MemoryBarrier();
                        var tmp = shared;
                        if(Array.IndexOf(values, tmp) < 0)
                        {
                            Console.WriteLine("Invalid value detected: " + tmp);
                            Interlocked.Increment(ref fail);
                        } else
                        {
                            Interlocked.Increment(ref correct);
                        }
                        shared = values[k];
                    }
                }
                if (Interlocked.Increment(ref waiting) == 10)
                {
                    Console.WriteLine("{0} correct, {1} fails",
                        Interlocked.CompareExchange(ref correct, 0, 0),
                        Interlocked.CompareExchange(ref fail, 0, 0));
                    Console.WriteLine("All done; press any key");
                    Console.ReadKey();
                }
            });
            thread.IsBackground = false;
            thread.Start();
        }
    }
}

关键点; 语言不能保证 double的原子性。 实际上，我希望你会好起来，但线程引起的大多数细微问题都是由于使用了“我期待”而不是“我可以保证”。

Answer 2

如果要保证在另一个线程操作它之前执行并完成一个代码块，请使用lock包围该代码块。

你可能很幸运，线程可能永远不会使用变量争夺，但为了确保它永远不会发生，确保采取预防措施不会受到伤害。

看看这里 - 这可能会有所帮助： http ： //msdn.microsoft.com/en-us/library/ms173179%28v=vs.80%29.aspx

Answer 3

一般的答案是 - 应该为所有“共享”变量同步更新。 要获得准确答案，请查看代码段。

Answer 4

是的，如果多个线程同时读取/写入一个double，则需要锁定以确保获得正确的结果。

这是一个失败的例子

[TestFixture]
public class DoubleTest
{
    private double theDouble;

    [Test]
    public void ShouldFailCalledParallell()
    {
        theDouble = 0;
        const int noOfTasks = 100;
        const int noOfLoopInTask = 100;
        var tasks = new Task[noOfTasks];
        for (var i = 0; i < noOfTasks; i++)
        {
            tasks[i] = new Task(() =>
                                    {
                                        for (var j = 0; j < noOfLoopInTask; j++)
                                        {
                                            theDouble++;
                                        }
                                    });
        }
        foreach (var task in tasks)
        {
            task.Start();
        }
        Task.WaitAll(tasks);
        theDouble.Should().Be.EqualTo(noOfTasks * noOfLoopInTask);
    }
}