Question

我完全理解Threading.Interlocked类提供的原子性;但是，我不明白为什么Add函数只提供两个重载：一个用于Integers，另一个用于Longs。为什么不使用双打或任何其他数字类型？

显然，更改Double的预期方法是CompareExchange;我认为这是因为修改Double比修改Integer更复杂。我还不清楚为什么，如果CompareExchange和Add都能接受整数，他们也不能同时接受双打。

Answer 1

其他人已经解决了“为什么？”。但是，使用Add(ref double, double)原语

来滚动自己的CompareExchange很容易

public static double Add(ref double location1, double value)
{
    double newCurrentValue = location1; // non-volatile read, so may be stale
    while (true)
    {
        double currentValue = newCurrentValue;
        double newValue = currentValue + value;
        newCurrentValue = Interlocked.CompareExchange(ref location1, newValue, currentValue);
        if (newCurrentValue == currentValue)
            return newValue;
    }
}

如果当前值等于CompareExchange，则

location1会将newValue的值设置为currentValue。正如它以原子，线程安全的方式这样做，我们可以单独依赖它而不需要求锁。

为什么while (true)循环？在实现乐观并发算法时，这样的循环是标准的。如果当前值与CompareExchange不同，则location1不会更改currentValue。我将currentValue初始化为location1 - 执行非易失性读取（可能是陈旧的，但这不会改变正确性，因为CompareExchange将检查值）。如果当前值（仍然）是我们从location读取的内容，则CompareExchange会将值更改为newValue。如果没有，我们必须使用CompareExchange返回的新当前值重试CompareExchange。

如果该值被另一个线程更改，直到我们下一个CompareExchange的时间再次出现，它将再次失败，需要再次重试 - 这理论上可以永远继续，因此循环。除非您不断更改多个线程的值，否则CompareExchange很可能只会被调用一次，如果当前值仍然是location1的非易失性读取产生的，或者两次，如果它是不同。

Answer 2

Interlocked类包含了Windows API Interlocked **函数。

反过来，它们使用x86的LOCK指令前缀环绕本机处理器API。它仅支持为以下指令添加前缀：

BT，BTS，BTR，BTC，XCHG，XADD，ADD，OR，ADC，SBB，AND，SUB，XOR，NOT，NEG，INC，DEC

你会注意到，这些反过来几乎映射到互锁的方法。不幸的是，这里不支持非整数类型的ADD函数。 64位平台支持64位长的添加。

这是一篇很棒的文章discussing lock semantics on the instruction level。

Answer 3

正如Reed Copsey所说，Interlocked操作映射（通过Windows API函数）到x86 / x64处理器直接支持的指令。鉴于其中一个函数是XCHG，您可以执行原子XCHG操作，而无需真正关心目标位置的位代表什么。换句话说，代码可以“假装”您正在交换的64位浮点数实际上是64位整数，并且XCHG指令不会知道差异。因此，.Net可以通过“假装”它们分别是整数和长整数来为浮点数和双精度数提供Interlocked.Exchange函数。

但是，所有其他操作实际上都对目标的各个位进行操作，因此除非值实际表示整数（或某些情况下的位数组），否则它们将无法工作。

Answer 4

我怀疑有两个原因。

.Net支持的处理器仅支持整数类型的互锁增量。我相信这是x86上的LOCK前缀，可能存在类似于其他处理器的指令。
如果一个浮点数加一个就可以得到相同的数字，所以我不确定你是否可以称之为增量。也许框架设计者在这种情况下试图避免非直观的行为。

为什么Interlocked.Add没有超载接受双打作为参数？

4 个答案: