C# 和 bool 的线程安全

Question

我对这个问题很困惑 - reading/toggling 布尔值是否是线程安全的。

    // case one, nothing
    private bool v1;
    public bool V1 { get { return v1; } set { v1 = value; } }

    // case two, with Interlocked on set
    private int v2;
    public int V2 { get { return v2; } set { Interlocked.Exchange(ref v2, value); } }

    // case three, with lock on set
    private object fieldLock = new object();
    private bool v3;
    public bool V3 { get { return v3; } set { lock (fieldLock) v3 = value; } }

它们都是线程安全的吗？

编辑

据我所读 (click)，bool 的原子性并不能保证它是线程安全的。然后会 volatile 输入帮助吗？

Answer 1

不，不是所有的都是线程安全的。

案例一实际上并不是完全线程安全的，或者更确切地说——它根本不是线程安全的。即使布尔操作是原子的，变量值也可以存储在缓存中，因此，在多核 CPU 中，每个核心都有自己的缓存，值可能会被破坏。

更进一步，编译器和 CPU 可以执行一些内部优化，包括指令重新排序，这会对您的程序逻辑产生有害影响。

您可以添加volatile关键字，以通知编译器该字段用于多线程上下文。它将解决缓存和指令重新排序的问题，但不会为您提供真正的 "thread safe" 代码（因为写操作仍然不会同步）。另外 volatile 不能应用于局部变量。

因此在处理多线程时，您总是必须在宝贵的资源上使用一些线程同步技术。

有关更多信息 - 请阅读 this 答案，其中对不同的技术有更深入的解释。（示例大约 int，但这并不重要，它描述了一般方法。）

Answer 2

有点晚了，但应该对其他人有用。

您可以通过以下方式实现自己的线程安全布尔值：

// default is false, set 1 for true.
private int _threadSafeBoolBackValue = 0;

public bool ThreadSafeBool
{
    get { return (Interlocked.CompareExchange(ref _threadSafeBoolBackValue, 1, 1) == 1); }
    set
    {
        if (value) Interlocked.CompareExchange(ref _threadSafeBoolBackValue, 1, 0);
        else Interlocked.CompareExchange(ref _threadSafeBoolBackValue, 0, 1);
    }
}

请务必在任何地方使用属性，切勿直接访问 int 变量。

Answer 3

不，不是。但解决方案很简单。要使 bool（或任何东西，实际上）线程安全，可以很容易地使用 lock 语句，如下所示：

object locker = new object();
protected bool _somebool;
public bool Somebool
{
    get
    {
        lock (locker)
            return _somebool;
    }
    set
    {
        lock (locker)
            _somebool = value;
    }
}

现在您可以享受 <T> 的线程安全了。

C# 和 bool 的线程安全

C# and thread-safety of a bool

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