MemoryBarrier方法

查了下MSDN的解释:

             MemoryBarrier is required only on multiprocessor systems with weak memory ordering (for example, a system employing multiple Intel Itanium processors).

             Synchronizes memory access as follows: The processor executing the current thread cannot reorder instructions in such a way that memory accesses prior to the call to MemoryBarrier execute after memory accesses that follow the call to MemoryBarrier.

            就是说多核处理器会对运行CPU指令顺序重排优化,MemoryBarrier可以阻止指令重排,调用Thread.MemoryBarrier()之后的代码中内存访问不能再这之前就完成了。也就是它可以限制指令重排和内存读写的缓存。

         下面有段代码,在release编译情况下会死循环(debug应该是没做instructions reorder而不会有问题)

            bool complete = false;
            var t = new Thread(() =>
            {
                bool toggle = false;
                while (!complete)
                    toggle = !toggle;
            });
            t.Start();
            Thread.Sleep(1000);
            complete = true;
            t.Join();

问题原因:

1.编译器、CLR或者CPU可能重新排序了程序指令,以此提高效率。

2.编译器、CLR或者CPU引入缓存优化导致其他的线程不能马上看到变量值的更改。

 

尝试了下将Thread.MomoryBarrier加到while中,保证complete读到的最新的:

此例子中MomoryBarrier 应该时解决jit时过度优化,虽然两个核心cache line 不会及时同步,complete 值修改通过MSIE协议也很快的通知到其他核心。

出现死循环在于jit 任魏complete值一直是false,并没有执行load操作,而是直接判断true跳转。

            bool complete = false;
            var t = new Thread(() =>
            {
                bool toggle = false;
                while (!complete)
                {
                   Thread.MemoryBarrier();
                    toggle = !toggle;
                }
            });
            t.Start();
            Thread.Sleep(1000);
            complete = true;
            t.Join();

在看一个例子:(来自《window 并发编程指南》内存模型部分)
MyObject mo= ..;
int f= mo.field;
if(f==0)
{
  //same operation
  Console.WriteLine(f);
}
如果mo.field 在读取和Console.WriteLine相隔足够远,那么编译器可能会认为读mo.field 读取两遍会更有效,被编译成如下代码:
MyObject mo= ..;
if(mo.filed==0)
{
  //same operation
  Console.WriteLine(mo.field);
}
编译器可能判断,保留这个值是否给寄存器带来压力并导致栈空间的低效使用,并且之个分支是否很少被使用(因此f值就不需要多次)
这样带来多线程问题,将f值使用volatitle修饰,可禁止这种优化


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