【问题标题】:Correctly sharing variables between threads (.NET/VB.NET)在线程之间正确共享变量 (.NET/VB.NET)
【发布时间】:2015-03-20 08:54:45
【问题描述】:

我已经阅读了很多不同的博客和 StackOverflow 问题,试图找到我的问题的答案,最后我找不到任何东西,所以我想自己问这个问题。

我正在构建一个应用程序,其中有一个长时间运行的工作线程,它执行一些操作并在运行期间将一些结果放入变量中。工作线程一直在工作并不断产生一些结果,因此我只对结果的“当前”值感兴趣。在某个时候,另一个线程将获得工作线程运行的“当前”结果并对其进行处理。

这样的工作线程的简单实现可以这样完成:

Public Class Worker

    Private _result As DateTimeOffset?

    Public ReadOnly Property Result As DateTimeOffset?
        Get
            Return _result
        End Get
    End Property


    Public Sub ThreadMethod()
        ' Do something
        _result = x
        ' .
        ' .
        _result = y
        ' .
        ' .
        ' etc
    End Sub

End Class

现在假设我有一个想要消费结果的消费者:

Public Class Consumer

    Private _worker As Worker

    Public Sub Consume()
        Dim result As DateTimeOffset?
        While True
            ' Do some work on your own
            ' .
            ' .
            ' Get current result
            result = _worker.Result
            ' Do something with result

        End While
    End Sub

End Class

据我了解编译器是如何工作的,编译器可以将Property Result 内联,然后将_result 变量优化到寄存器中并一遍又一遍地读取相同的值,这似乎是合乎逻辑的。 在 C# 中,我可以将结果标记为volatile,这(我认为)会阻止这种优化,但关键字在 VB.NET 中不存在。 我能想出的最接近的解决方案是使用Volatile.WriteVolatile.Read 方法。但是这些方法不能与Nullable(Of DateTimeOffset)一起使用。

注 1:虽然这个问题似乎与弱/强内存模型和内存屏障的使用有关,但我不认为它们在这种情况下有任何影响。话虽如此,如果有人说Thread.MemoryBarrier() 会强制从内存中读取/写入,那么这对我来说也是一个足够好的解决方案。

注意 2:我知道还有其他方法可以解决问题,但我想知道对于所描述的场景是否有可能(如果问题甚至存在,我什至不确定)。

【问题讨论】:

    标签: .net vb.net multithreading synchronization


    【解决方案1】:

    使用Thread.MemoryBarrier 只能确保该线程中内存访问的顺序。您所拥有的是访问同一个变量的两个线程,因此您需要更多的保护。

    变量不是原子的,因此如果您不同步访问,您最终可能会读取部分写入的值。您可以为属性创建一个同步的 getter 和 setter,然后在工作线程中使用 setter 来设置值,而不是设置支持变量。

    Private _result As DateTimeOffset?
    Private _sync as New Object()
    
    Public Property Result As DateTimeOffset?
        Get
            SyncLock _sync
                Return _result
            End SyncLock
        End Get
        Set(ByVal value as dateTimeOffset?)
            SyncLock _sync
                _result = Value
            End SyncLock
        End Set
    End Property
    

    【讨论】:

    • 嗯。据我了解您的回答,如果我有 Volatile.Read 和 Volatile.Write 不支持的变量类型,我应该始终将其包装在锁定/解锁中。我假设 Volatile.Read/Write 支持的变量类型(整数、双精度、布尔值等)可以正常读取?还是我弄错了,我也需要为它们使用锁定?
    • @TheBlueDog:我忘了删除 readonly 关键字。感谢您发现这一点。
    • @dcarapic:您可以使用Volatile.ReadVolatile.Write 访问原子变量,前提是您同时使用两者,即不要让工作线程中的代码直接写入变量。例如,Int64 类型不能保证在 32 位应用程序中是原子的,并且 volatile 访问不能防止部分写入。
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