C#变量新鲜度

Question

假设我在 class 中有一个成员变量（具有原子 read/write 数据类型）：

bool m_Done = false;

后来我创建了一个任务将其设置为 true:

Task.Run(() => m_Done = true);

我不关心什么时候 m_Done 会被设置为 true。我的问题是 C# 语言规范和任务并行库是否可以保证如果我从不同的线程访问它，最终 m_Done 会是真的吗？
示例：

if(m_Done) { // Do something }

我知道使用锁会引入必要的内存屏障，m_Done 稍后会显示为 true。我也可以在设置变量时使用 Volatile.Write，在设置变量时使用 Volatile.Read 阅读它。我看到很多代码都是这样写的（没有锁或 volatile），我不确定它是否正确。

请注意，我的问题不是针对 C# 或 .Net 的特定实现，它是针对规范的。我需要知道如果运行在 x86、x64、Itanium 或 ARM 上，当前代码的行为是否相似。

Answer 1

I don't care when exactly m_Done will be set to true. My question is do I have a guarantee by the C# language specification and the Task parallel library that eventually m_Done will be true if I'm accessing it from a different thread?

没有

m_Done 的读取是非易失性的，因此可能会及时向后移动任意远，结果可能会被缓存。结果，可以观察到每次读取都是 false。

I need to know if the current code will behave similarly if running on x86, x64, Itanium or ARM.

规范不保证代码会在强 (x86) 和弱 (ARM) 内存模型上执行相同的操作。

规范非常清楚地说明了对非易失性读写的保证：在没有某些特殊事件（如锁）的情况下，它们可以在不同线程上任意重新排序。

阅读规范以获取详细信息，尤其是与易失性访问相关的副作用。如果在那之后您还有更多问题，那么 post 一个新问题。这是非常棘手的事情。

此外，该问题假定您忽略了确定任务已完成的现有机制，而是自己滚动。现有机制是由专家设计的；使用它们。

I'm seeing a lot of code written this way (without locks or volatile) and I'm not sure if it is correct.

几乎可以肯定不是。

向编写该代码的人提出的一个很好的练习是：

static volatile bool q = false;
static volatile bool r = false;
static volatile bool s = false;
static volatile bool t = false;
static object locker = new object();

static bool GetR() { return r; }  // No lock!
static void SetR() { lock(locker) { r = true; } }

static void MethodOne()
{
  q = true;
  if (!GetR())
    s = true;
}

static void MethodTwo()
{
  SetR();
  if (!q)
    t = true;
}

字段初始化后，从一个线程调用 MethodOne，从另一个线程调用 MethodTwo。请注意，一切都是易变的，并且对 r 的写入不仅是易变的，而且是完全隔离的。两种方法都正常完成。之后是否有可能在第一个线程上观察到 s 和 t 都为真？在 x86 上可以吗？看来不是；如果第一个线程赢得比赛，则 t 保持为假，如果第二个线程获胜，则 s 保持为假；这种分析是错误的。为什么？（提示：x86 如何允许重写 MethodOne ？）

如果编码人员无法回答这个问题，那么他们几乎可以肯定无法使用 volatile 进行正确编程，并且不应该在没有锁的情况下跨线程共享内存。

Answer 2

试试这个代码，构建发布，运行没有 Visual Studio:

class Foo
{
    private bool m_Done = false;

    public void A()
    {
        Task.Run(() => { m_Done = true; });
    }

    public void B()
    {
        for (; ; )
        {
            if (m_Done)
                break;
        }

        Console.WriteLine("finished...");
    }
}

class Program
{

    static void Main(string[] args)
    {
        var o = new Foo();
        o.A();
        o.B();

        Console.ReadKey();
    }
}

你有机会看到它运行永远

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