关于.net中线程原子性的自我总结

首先来张图，一张 cpu的简图，仅从个人理解角度理解画的

 

　　大体 解释下这张图 这是 一张 i5的简图i5 大家都知道 是双核四线程，（超线程技术）l1,l2,l3是 1,2,3级缓存。

 

　　Cpu工作：每次计算任务 cpu 都去找l1,如果l1没有就去找l2，依次查找，然后依次将数据从内存加载l3,l2,l1 然后加载到 寄存器操作。

 

　　现在引入 一个问题 a+=1; 怎么执行的

　　首先 a+=1 是 分成 以下几部执行的

1. 内存中找到a
2. 在寄存器中 a+1
3. 把结果写回内存中

 

　　对应的 汇编代码 不写了→_→（我忘了）

　　

　　问题： 如果 a=0，2个线程 同时执行这端代码，结果是1还是 2呢？

  看图 那么如果 核心1 和 核心2 同时 执行这段 代码（也就是 2个线程 同时执行）会发生什么………

 

假设1：当线程1 执行到 读取a 时，线程2 也读取a的值，当线程1执行+1时，线程2也同操作，最后结果显而易见 是1 （当然 cpu 不会让这件事件发生。因为 他有Cache Coherence处理）

假设2：当线程1执行完后，线程2在执行 结果就是2了。。

 

再举一个例子：

 

经典的 单例模式：（双检索）

 

 1 If（xxx==null）
 2 
 3 {
 4 
 5          Lock(“我是打酱油的”)
 6 
 7 　　　{
 8 
 9          　　If(xxx==null)
10 
11 　　　　　{
12 
13          　　　　xxx=new xxxxx();
14 
15 　　　　　　}
16 
17 　　　　}
18 
19 }

 

 

　　大家都知道这个是线程安全的，但是 这种只是减少不安全的几率

　　分析一下：

　　这段代码执行的过程

 

　　1、  创建对象

　　2、  将对象的地址赋值给xxx

 

在即时编译器 是乱序执行的，调用分配内存和调用构造函数不是一个原子操作，可能导致先执行2，在执行1，那么就报错了

 

此例子来源 CLR via C#这本书，如果想详细了解请看这本书。

 

当然这个话题是想引起 对 ”原子性” 讨论 。

 

其实，每次我看到 原子性 都想到 线程锁，线程串行化等

 

当然这种 线程安全问题 利用锁（lock关键字） 是一种很好的 解决方案，有没有 更有效地解决方法呢？

 

答案是 System.Threading.Interlocked这个类

相关的信息：http://www.cnblogs.com/mgen/archive/2013/05/27/3101755.html#_h2

 

当然这个类的底层是 实现的呢 ，是这对方法： Thread.VolatileRead 和Thread.VolatileWrite

 

原理：是要求cpu 每次计算完后 都直接 写入内存 ，也就不存在文章开头存在问题。

 

 最后 感谢 宝生兄的讲解 http://www.cnblogs.com/francisYoung/

 

最后推荐 一个大神的 博客 http://www.parallellabs.com