Question

我有一个包含大量数据的数据类（电视节目表数据）。从一侧查询数据并从另一侧定期更新。有两个线程：第一个线程根据请求查询数据，第二个线程定期更新数据。为防止锁定，我使用数据类的两个实例（副本）：实时实例和备份实例。最初，两个实例都填充相同的数据。第一个线程只从实时实例中读取。第二个线程定期更新两个实例，如下所示：

更新备份实例。
交换备份和实时实例（即备份实例成为实时实例）。
更新备份实例。
备份实例和实时实例现在都是最新的。

我的问题是：我应该如何在这里使用volatile关键字？

public class data
{
  // Lots of fields here.
  // Should these fields also be declared volatile?
}

我已经将引用设为volatile：

public volatile data live
public volatile data backup

Answer 1

如果您计划在volatile之外或lock之外修改

字段，则应将

字段声明为Interlocked。以下是深度解释volatile的最佳文章：http://igoro.com/archive/volatile-keyword-in-c-memory-model-explained/

Answer 2

说实话，我会锁定它。正确性更容易检查，并且删除了对备份的需求。

根据您的计划，这些字段也必须是不稳定的。考虑其他情况：

public class Data
{
  public int SimpleInt;
}

为简单起见，我们只有一个公共字段，这同样适用于更现实的结构。（顺便提一下，类名称的captials是C＃中更常见的约定。）

现在考虑线程A看到的live.SimpleInt。因为live可以被缓存，我们需要将它作为volatile。但是，请考虑当对象与backup交换，然后交换回live时，live将具有与之前相同的内存位置（除非GC移动了它））。因此live.SimpleInt将具有与之前相同的内存位置，因此如果它不是易失性的，则线程A可能正在使用live.SimpleInt的缓存版本。

但是，如果您创建了一个新的Data对象，而不是交换进出，那么live.SimpleInt的新值将不在该线程的缓存中，并且它可以安全地非易失性。

同样重要的是要考虑字段的字段也必须是易变的。

确实，现在您只需要一个存储的Data对象。新的将被创建为仅由一个线程引用的对象（因此它不会被另一个线程损坏或损坏），并且它的创建将基于从live读取的值，这也是安全的另一个线程只是读取（禁止一些记忆技术，这意味着“读取”实际上是在幕后写入，读取不会损害其他读取，尽管它们可能会被写入损害）改变，只有单个线程可见，并且因此，只有最终写入才需要关于同步的任何问题，只有易失性或用于保护的MemoryBarrier才能确保安全，因为分配引用是原子的，因为你不再关心旧值了。

Answer 3

我认为你不会通过volatile标记来获得你想要的效果。考虑一下这段代码。

volatile data live;

void Thread1()
{

  if (live.Field1)
  {
    Console.WriteLine(live.Field1);
  }
}

在上面的示例中，如果第二个线程在第一个线程进入false之间交换了live和backup引用，则可以将if写入控制台。叫Console.WriteLine。

如果该问题与您无关，那么您真正需要做的就是将live变量标记为volatile。您无需将data中的各个字段标记为volatile。原因是易失性读取会创建获取围栅内存障碍，而易失性写入会创建释放围栏内存障碍。这意味着当线程2交换引用时，对data的各个字段的所有写入必须首先提交，并且当线程1想要读取live实例的各个字段时{{1}必须首先从主内存重新获取变量。您无需将live变量标记为backup，因为它永远不会被线程1使用。

advanced threading section in Joe Albahari's ebook详细介绍了volatile的语义，并解释了为什么您只需要标记volatile引用。

如何在此模型中使用volatile关键字？

3 个答案: