个人随笔
技术改变世界

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:

 class Program
 {
     //全局变量
     private static int _result;

     //Main方法
     static void Main(string[] args)
     {
         //运行后按住 Enter 键数秒,使用Interlocked.Increment(ref _result); 与 _result++ 的不同
         while (true)
         {
             Task[] _tasks = new Task[100];
             int i = 0;

             for (i = 0; i < _tasks.Length; i++)
             {
                 _tasks[i] = Task.Factory.StartNew((num) =>
                {
                    var taskid = (int)num;
                    Work(taskid);
                }, i);
             }

             Task.WaitAll(_tasks);
             Console.WriteLine(_result);

             Console.ReadKey();
         }
     }

     //线程调用方法
     private static void Work(int TaskID)
     {
         for (int i = 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++;Interlocked.Increment(ref _result);的其中一行再运行,运行后按住 Enter 键不放运行数秒,即可看出区别两者的区别。

至此,就体现出了Interlocked的作用,本文示例源码下载:Interlocked_Sample

 

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boolint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。

转载请注明出处王旭博客 » C# 使用Interlocked进行原子操作

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评论 2

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  1. #2

    HiJust to let u know Ibunda is closed already. And Bijan isnt the only Malay restaurant in KL that you can have wine. Try Songket Restaurant – a new Malay restaurant tucked away in a cosy corner of Jln Yap Kwan Seng. They have durian tiramisu that is to die for 🙂 wwtoaongkewrestsurant.c.m.

    Destiny1个月前 (05-16)回复
  2. #1

    211211年前 (2016-04-18)回复