While 循环计时在多线程 C# 中如何工作？

Question

我有一个可以从多个线程更新的 isRunning 布尔变量。只要 isRunning 为真，我就有一个 while 循环。在循环开始时，它会立即再次检查布尔值是否为真。从概念上讲，我可以看到 while 循环将 isRunning 视为 true 的情况，然后另一个线程在处理 if 语句之前更新该值。在实践中，我想象 isRunning 的时间跨度会有亚毫秒的变化，以便永远命中 if 语句。对我来说，这感觉就像臭代码。

while(isRunning) {
       //isRunning gets updated by another thread??
   if(!isRunning) {
      //Will this ever get hit???
   }
 }

if 块是否会被触发？在执行 while 检查和紧接着执行 if 检查之间有什么样的时间跨度？我将如何进行试验？

Answer 1

可以提出各种理论论据，但让我们试一试。我不会很小心，因为那不是重点。重点是区分击中 if 方块是否是天文学上罕见的事件。

例如：

static void Main()
{
    int IfBlockHitCount = 0;
    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        Thread runner = new Thread(RandomlyResetRunningFlag);
        IsRunning = true;
        runner.Start();
        while (IsRunning)
        {
            if (!IsRunning)
                IfBlockHitCount++;
        }
    }

    Console.WriteLine(IfBlockHitCount);
}

static volatile bool IsRunning;
static volatile int sink;

static void RandomlyResetRunningFlag()
{
    Random r = new Random();
    int spinCount = r.Next(1000, 1000000);
    for (int i = 0; i < spinCount; i++)
        sink = 0;
    IsRunning = false;
}

我运行这几次，打印出相当多的数字，通常不到 500（即不到一半的时间）。由此我得出结论，是的，击中那个 if 块是可能的。

但是为什么呢？我提出这个解释。由于正在执行忙等待的线程基本上在做两件事：

在 while 的条件下检查 IsRunning。
在 if 的条件下检查 IsRunning。

真的没有其他地方可以花时间。给定一个运行dom-ish 时间，在该时间首次观察到 IsRunning 是 false，在这两种情况中的任何一种情况下都有很大的机会。如果线程实际上 正在做 任何事情，那将大大改变结果。它改变它的方式取决于线程在何处做某事：

while (IsRunning)
{
    // A
    if (!IsRunning)
        IfBlockHitCount++;
    // B
}

如果在位置 A 中添加更多代码，那么它更有可能执行 if 块。如果在 B 位置添加更多代码，则执行 if 块的可能性会降低。

换句话说：这并不是 window 时间有多短的问题，而是相对于 [=57] 之外的时间量而言它有多大的问题=].如果没有其他事情发生，即使是很短的 window 也可以涵盖整个时间线的大部分内容。

顺便说一下，IsRunning 必须是 volatile，否则整个问题就没有意义了。（作为对专家的提醒，C# volatile 与 C++ volatile 不同并且实际上适用于这种用法，尽管不一定推荐) 我还制作了一个 volatile sink，以强制运行dom-duration 等待循环实际执行某些操作，如果循环被优化掉，那就太糟糕了。

While 循环计时在多线程 C# 中如何工作？

How does While Loop timing work in C# w/ multiple threads?

c#

multithreading

while-loop