Question

我尝试了解多线程上下文中volatile的使用。在以下来自Internet上another source of knowledge的代码中：

class Program
{
    static string _result;
    //static volatile bool _done;
    static bool _done;

    static void SetVolatile()
    {
        // Set the string.
        _result = "Dot Net Perls";
        // The volatile field must be set at the end of this method.
        _done = true;
    }

    static void Main()
    {
        // Run the above method on a new thread.
        new Thread(new ThreadStart(SetVolatile)).Start();

        // Wait a while.
        Thread.Sleep(200);

        // Read the volatile field.
        if (_done)
        {
            Console.WriteLine(_result);
        }
    }
}

演示使用 volatile 关键字可以防止线程读取存储在缓存中的值。而不是这个，它应该检查实际值。

因此，如果没有volatile _done仍然应该有一个false值（从缓存中读取），并且不应该执行Console.WriteLine语句。

不幸的是，在没有volatile关键字的调试/发布模式下运行此代码总会产生输出。这个具体例子有什么意义？

Answer 1

如前所述，不使用volatile关键字并不意味着在所有情况下都必须缓存所有读取。它们可能是缓存的，也可能不是。但是如果你想要更多可重复的例子，试试这个：

class Program {
    static string _result;
    //static volatile bool _done;
    static bool _done;
    static void SetVolatile() {
        // Set the string.
        _result = "Dot Net Perls";
        // The volatile field must be set at the end of this method.
        _done = true;
    }

    static void Main() {
        // Run the above method on a new thread.
        new Thread(new ThreadStart(SetVolatile)).Start();

        // prevent compiler to throw away empty while loop
        // by doing something in it
        int i = 0;
        while (!_done) {
            i++;
        }
        Console.WriteLine("done " + i);
    }
}

在这里，您在while循环中反复阅读_done，增加了缓存的可能性。程序应以＆＃34; done＆＃34;终止。消息但不会，因为从另一个线程更改为_done将不会被注意到。

Answer 2

最好阅读ECMA-335，§I.12.6
要点是：

程序可以优化（很多）
将CIL转换为本机代码的优化编译器不应删除任何易失性操作，也不应将多个易失性操作合并为单个操作

因此，在这种情况下，您的代码可以进行优化。
请尝试以下代码：

private bool flag = true;
public void LoopReadHoistingTest()
{
    Task.Run(() => { flag = false; });
    while (flag)
    {
      // Do nothing
    }
}

在调试模式下（没有优化）它可以正常工作。在发布模式（带优化）时，它将永久挂起，因为在循环外移动读取是非常常见的优化。
但是，如果您标记字段volatile（或使用Volatile.Read方法或某些Interlocked方法），它将起作用，因为在这种情况下禁止优化。

在你的例子中（没有循环），Thread.Sleep产生一个隐式的内存屏障（因为它不被禁止，它使代码工作的意外更少），所以它将从内存中读取值。但我没有看到任何规范说它必须做一个隐式内存屏障，所以在某些实现中它可能不是真的（或者我们必须在规范中找到它。）

在flag字段上使用volatile关键字

2 个答案: