如果从未读取值，让多个线程写入同一个 bool 是否安全？

Question

我想出了一个有趣的情况。我有一个 bool 变量，然后我希望多个线程执行自己的独立任务，然后根据线程的结果标记该 bool。此变量 never 由任何线程读取，并且在所有写入测试完成之前 never 使用。像这样：

public bool F(){
    bool flag = false;
    Parallel.ForEach(list, element => 
    {
        bool result = // Do independent work here;
        if (result) flag = true;
    });
    return flag;
}

请注意，我从来没有读过 Parallel.ForEach 中的标志。但是可能发生的情况是有多个线程试图将 true 写入标志（但绝不会为 false）。这样做安全吗？

Answer 1

当您 return 时，您正在阅读 flag。因为没有锁定，所以不能保证调用 F() 的线程将读取最新值。 flag 的更新值有可能（虽然不太可能）位于处理器缓存中，如果没有某种内存屏障，它不会被刷新。

编辑：在对@dasblinkenlight 的回答的评论中，他说“.NET 保证所有副作用，包括写入变量，都在方法returns 时完成。”在那种情况下，这个答案是错误的。基于他的代表和我对线程的持续不确定性，我倾向于相信他，但我在这里问到的 some questions 的答案让我对内存可见性感到非常紧张。所以我不知道。不要过于肯定这个答案。

Answer 2

是的，这样做绝对安全。唯一可能发生的事情是多个线程同时将 true 写入 flag，因此您不知道哪个线程最终会覆盖什么结果，但最终结果将是相同的。

当您读取标志时，所有的写入都已完成，并且除了 true 之外，您再也不会尝试将任何内容写入 flag。因此，您只能看到以下两种情况：

None 的线程将任何内容写入 flag - 在这种情况下 flag 将保持 false，或者
一个或多个线程将 true 写入 flag - 在这种情况下，标志将设置为 true.

如果您想完全避免这种情况，并可能节省一些执行时间，您可以这样做：

return list.AsParallel().Any(element => {
    bool result = // Do independent work here
    ...
    return result;
});

此代码不会产生等效的执行路径，因为如果其中一个线程 returns true，执行可能会提前停止。如果这是不可取的，保持你的 ForEach 方法也很好。

Answer 3

从根本上说，您的策略没有任何问题。同时写入 flag 严格来说不会成为问题，因为您使用它的语义有限。这里真正的问题是方法末尾的 flag 的最终读取是否安全。在这种特殊情况下，它可能是，但只是偶然。 Parallel.For 很可能在您不知情的情况下注入内存屏障，以防止线程缓存 false 值或以其他方式读取陈旧值。但是，我确实建议您养成在读取变量时通过显式调用 Volatile.Read（或任何其他内存屏障生成机制）来表明您的意图的习惯。

如果从未读取值，让多个线程写入同一个 bool 是否安全？

Is it safe to have multiple threads writing to the same bool if the value is never read?

c#

concurrency

multithreading

thread-safety