C#中的基本算术运算是原子的吗答案

【问题标题】：Are basic arithmetic operations in C# atomicC#中的基本算术运算是原子的吗
【发布时间】：2023-12-28 00:45:01
【问题描述】：

基本算术运算线程安全吗？

比如对一个全局变量有++操作，会被不同的线程修改，是否需要加锁？

例如

void MyThread() // can have many running instances
{
    aGlobal++;
}

或者应该是

void MyThread()
{
    lock( lockerObj)
    {
        aGlobal++;
    }
}

【问题讨论】：

这不是一个排他的算术运算......也有一个变量写入！ a + a 与 a = a + a 不同。你必须使用Interlocked.Increment 或类似的！

标签： c# thread-safety locking arithmetic-expressions

【解决方案1】：

The spec 总结得很好。第 5.5 节，“变量引用的原子性”：

以下数据类型的读写是原子的：bool、char、 byte、sbyte、short、ushort、uint、int、float 和引用类型。在此外，读取和写入具有基础类型的枚举类型前面的列表也是原子的。其他类型的读写，包括long、ulong、double和decimal，以及用户自定义类型，不保证是原子的。除了图书馆为此目的而设计的功能，不能保证原子性 read-modify-write，比如递增或递减的情况。

结论：

独立读取/写入是原子的（但仅适用于某些数据类型）
读/修改/写（例如i++）是从不原子的
您可以使用Interlocked 类方法在原子性尚未得到保证时实现原子性

在Interlocked 功能不够的情况下，除了使用同步原语之外别无选择，例如Monitor.Enter（编译器也通过lock 语句公开）。

【讨论】：

【解决方案2】：

读取和写入独立在大多数类型（不是较长的类型，通常是 64 位以上）上都是原子的。但是您想要的是原子地读取、更改然后编写 - 这绝对是不是原子的。

如果您需要增加一个值，可以使用带有静态 Increment 和 Decrement 操作的 System.Threading.Interlocked 类。

如果您需要进行更复杂的求和，那么使用lock 或其他构造进行同步是唯一的方法。或者使事物像在消息传递系统中一样不可变，这样您就不会遇到任何共享数据访问问题，但这通常是无法实现的，除非预先设计。

【讨论】：

【解决方案3】：

两者都不...您应该改用System.Threading.Interlocked.Increment(ref int location)。这是无锁的，因为它确保处理器以完全想要的顺序执行读取和写入（指令 - 是原子的） - 而不使用 System.Threading.Interlocked.Increment 为处理器提供了重新排序指令的机会。

做大锤（或没有其他可能，因为您可能正在执行大量操作），您也可以使用lock - 但即使在这些情况下，我也更愿意使用System.Threading.ReaderWriterLockSlim。

顺便说一句 - a nice read!

【讨论】：