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C#使用Interlocked进行原子操作
什么是原子操作?
原子(atom)本意是“不能被进一步分割的最小粒子”,而原子操作(atomic operation)意为”不可被中断的一个或一系列操作” 。在C#中有多个线程同时对某个变量进行操作的时候,我们应该使用原子操作,防止多线程取到的值不是最新的值。
例如: int result = 0 ;
多线程 A 正在执行 result ( 0 )+ 1
多线程 B 同时执行 result ( 0 )+ 1
那么最终 result 的结果是 1 还是 2 呢,这个就很难说了。如果在CPU中2个线程同时计算,那么得到的结果则是 1 ,显然这个结果不是我们想要的。当然你可以使用 lock 锁来保障多线程执行的唯一性,但是它的性能远远不及原子操作的方式。
使用Interlocked进行原子操作:
使用.NET提供的 Interlocked 类可以对一些数据进行原子操作,看起来似乎跟 lock 锁一样,但它并不是 lock 锁,它的原子操作是基于CPU本身的,非阻塞的,所以要比 lock 的效率高。
下面使用C#代码进行演示了原子操作:
classProgram
//全局变量
privatestaticint_result;
//Main方法staticvoidMain( string[] args ) {//运行后按住Enter键数秒,对比使用Interlocked.Increment(ref _result);与 _result++;的不同while( true) {Task[] _tasks = newTask[ 100]; inti = 0;
for(i = 0; i < _tasks.Length; i++) {_tasks[i] = Task.Factory.StartNew((num) =>{vartaskid = ( int)num; Work(taskid);}, i);}
Task.WaitAll(_tasks);Console.WriteLine(_result);
Console.ReadKey;}}
//线程调用方法privatestaticvoidWork( intTaskID ) {for( inti = 0; i < 10; i++) {//_result++;Interlocked.Increment( ref_result); }}}
以上代码运行分别注释最后两行代码 _result++; 与 Interlocked.Increment(ref _result); 的其中一行再运行,运行后按住Enter键不放后运行数秒,即可看出区别两者的区别。
至此,就体现出了 Interlocked 的作用。
关于原子操作的其他说明:在32位CPU执行赋值指令,数据传输最大宽度4个字节。所以只要在4个字节以下读写操作的,32位CPU都是原子操作。所以 bool 、 int 这些类型的操作本身就是原子操作。而 Interlocked 提供的原子操作方法则是底层进行了功能性CPU指令封装来完成的。
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标签: C# 原子 Interlocked 操作 进行
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