深入多线程之:深入分析Interlocked

在大多数计算机上，增加变量操作不是一个原子操作，需要执行下列步骤：

一：将实例变量中的值加载到寄存器中。

二：增加或减少该值。

三：在实例变量中存储该值。

在多线程环境下，线程会在执行完前两个步骤后被抢先。然后由另一个线程执行所有三个步骤，当第一个线程重新开始执行时，它覆盖实例变量中的值，造成第二个线程执行增减操作的结果丢失。

Interlocked可以为多个线程共享的变量提供原子操作。

Interlocked.Increment：以原子操作的形式递增指定变量的值并存储结果。
    Interlocked.Decrement以原子操作的形式递减指定变量的值并存储结果。
    Interlocked.Add以原子操作的形式，添加两个整数并用两者的和替换第一个整数

但是Interlocked并没有为乘法，除法提供原子操作。那么如何实现乘法，除法，以及为其他的一些非原子操作提供原子操作的支持呢？？

关键就在于Interlocked.CompareExchange 中,Jeffrey Richter把它叫做InterLocked Anything 模式。

下面我们使用Interlocked.CompareExchange 实现求最大值的原子操作。


代码如下:

public static int Maximum(ref int target, int value)
        {
            int currentVal = target;   //将target的当前值保存到currentVal中
            int startVal, desiredVal;  //声明两个变量来记录操作开始前的值和期望的结果值。

do
            {
                startVal = currentVal; //将currentVal中的值保存到startVal中，此时记录的是target在操作开始前的最初值。
                desiredVal = Math.Max(startVal, value); //通过startVal进行复杂的计算，返回一个期望的结果，在这里仅仅是返回两者的最大值。

//线程可能在这里被抢占,target的值可能被改变
                //如果target的值被改变了，那么target和startVal的值就不想等，所以就不应该用desiredVal替换target.
                //如果target的值没有被改变，那么target和startVal的值就像等，使用desiredVal替换target.
                //不管替换或者不替换，CompareExchange的返回值始终是target的值，所以currentVal的值现在是target的最新值。

//CompareExchange:将target和startVal的值比较，相等则用desiredVal替换，否则不操作，
                //不管替换还是不替换返回的都是原来保存在target的值。
                currentVal = Interlocked.CompareExchange(ref target, desiredVal, startVal);
            } while (startVal != currentVal); //当target的起始值和最新值不相等的时候，说明target被修改了，所以继续下次判断，否则退出循环。
            return desiredVal;
        }

这段代码的核心就是：currentVal = Interlocked.CompareExchange(ref target, desiredVal, startVal);
// 将target的值和startVal的值比较，相等则用desiredVal替换target，否则不操作，
//不管替换还是不替换返回的都是原来保存在target的值。

在这里，计算可能会比较复杂，而不像上面的Math.Max一样，所以可以使用委托调用的方式进行封装。


代码如下:

delegate int Morpher<TResult, TArgument>(int startValue, TArgument argument,
            out TResult morphResult);

static TResult Morph<TResult, TArgument>(ref int target, TArgument argument,
            Morpher<TResult, TArgument> morpher)
        {
            TResult morphResult;

int currentVal = target, startVal, desiredVal;

do
            {
                startVal = currentVal;
                desiredVal = morpher(startVal, argument, out morphResult);
                currentVal = Interlocked.CompareExchange(ref target, desiredVal, startVal);
            } while (startVal != currentVal);

return morphResult;
        }

基本原理和上面的一致。

赞 (0)

相关推荐

  • .NET中保证线程安全的高级方法Interlocked类使用介绍

    说到线程安全,不要一下子就想到加锁,尤其是可能会调用频繁或者是要求高性能的场合. 对于性能要求不高或者同步的对象数量不多的时候,加锁是一个比较简单而且易于实现的选择.比方说.NET提供的一些基础类库,比如线程安全的堆栈和队列,如果使用加锁的方式那么会使性能大打折扣(速度可能会降低好几个数量级),而且如果设计得不好的话还有可能发生死锁. 现在通过查看微软的源代码来学习一些不直接lock(等价于Monitor类)的线程同步技巧吧. 这里我们主要用的是Interlocked类,这个类按照M$的描述,是

  • C#中使用Interlocked进行原子操作的技巧

    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

  • 深入多线程之:深入分析Interlocked

    在大多数计算机上,增加变量操作不是一个原子操作,需要执行下列步骤: 一:将实例变量中的值加载到寄存器中. 二:增加或减少该值. 三:在实例变量中存储该值. 在多线程环境下,线程会在执行完前两个步骤后被抢先.然后由另一个线程执行所有三个步骤,当第一个线程重新开始执行时,它覆盖实例变量中的值,造成第二个线程执行增减操作的结果丢失. Interlocked可以为多个线程共享的变量提供原子操作. Interlocked.Increment:以原子操作的形式递增指定变量的值并存储结果.    Interl

  • java多线程之CyclicBarrier的使用方法

    java多线程之CyclicBarrier的使用方法 public class CyclicBarrierTest { public static void main(String[] args) { ExecutorService service = Executors.newCachedThreadPool(); final CyclicBarrier cb = new CyclicBarrier(3); for(int i=0;i<3;i++){ Runnable runnable = n

  • Java多线程之readwritelock读写分离的实现代码

    在多线程开发中,经常会出现一种情况,我们希望读写分离.就是对于读取这个动作来说,可以同时有多个线程同时去读取这个资源,但是对于写这个动作来说,只能同时有一个线程来操作,而且同时,当有一个写线程在操作这个资源的时候,其他的读线程是不能来操作这个资源的,这样就极大的发挥了多线程的特点,能很好的将多线程的能力发挥出来. 在Java中,ReadWriteLock这个接口就为我们实现了这个需求,通过他的实现类ReentrantReadWriteLock我们可以很简单的来实现刚才的效果,下面我们使用一个例子

  • C#多线程之Thread中Thread.Join()函数用法分析

    本文实例讲述了C#多线程之Thread中Thread.Join()函数用法.分享给大家供大家参考.具体分析如下: Thread.Join()在MSDN中的解释:Blocks the calling thread until a thread terminates 当NewThread调用Join方法的时候,MainThread就被停止执行, 直到NewThread线程执行完毕. Thread oThread = new Thread(new ThreadStart(oAlpha.Beta));

  • 深入多线程之:用Wait与Pulse模拟一些同步构造的应用详解

    深入多线程之:用Wait与Pulse模拟一些同步构造的应用详解

    你可能在上篇文章中<深入多线程之:双向信号与竞赛的用法分析>注意到了这个模式:两个Waiting 循环都要下面的构造: 复制代码 代码如下: lock(_locker){        while(!_flag) Monitor.Wait(_locker);        _flag = false;} 在这里_flag被另一线程设置为true.这是,从作用上讲,这里在模仿AutoResetEvent.如果我们将 _flag = false;去掉,那么我们就得到了一个基本的ManualRese

  • Java线程之join_动力节点Java学院整理

    Java线程之join_动力节点Java学院整理

    join()介绍 join() 定义在Thread.java中. join() 的作用:让"主线程"等待"子线程"结束之后才能继续运行.这句话可能有点晦涩,我们还是通过例子去理解: // 主线程 public class Father extends Thread { public void run() { Son s = new Son(); s.start(); s.join(); ... } } // 子线程 public class Son extends

  • C#多线程之Thread中Thread.IsAlive属性用法分析

    本文实例讲述了C#多线程之Thread中Thread.IsAlive属性用法.分享给大家供大家参考.具体如下: Thread.IsAlive属性 ,表示该线程当前是否为可用状态 如果线程已经启动,并且当前没有任何异常的话,则是true,否则为false Start()后,线程不一定能马上启动起来,也许CPU正在忙其他的事情,但迟早是会启动起来的! Thread oThread = new Thread(new ThreadStart(Back.Start)); oThread.Start();

  • Java多线程之volatile关键字及内存屏障实例解析

    前面一篇文章在介绍Java内存模型的三大特性(原子性.可见性.有序性)时,在可见性和有序性中都提到了volatile关键字,那这篇文章就来介绍volatile关键字的内存语义以及实现其特性的内存屏障. volatile是JVM提供的一种最轻量级的同步机制,因为Java内存模型为volatile定义特殊的访问规则,使其可以实现Java内存模型中的两大特性:可见性和有序性.正因为volatile关键字具有这两大特性,所以我们可以使用volatile关键字解决多线程中的某些同步问题. volatile

  • java多线程之Phaser的使用详解

    前面的文章中我们讲到了CyclicBarrier.CountDownLatch的使用,这里再回顾一下CountDownLatch主要用在一个线程等待多个线程执行完毕的情况,而CyclicBarrier用在多个线程互相等待执行完毕的情况. Phaser是java 7 引入的新的并发API.他引入了新的Phaser的概念,我们可以将其看成一个一个的阶段,每个阶段都有需要执行的线程任务,任务执行完毕就进入下一个阶段.所以Phaser特别适合使用在重复执行或者重用的情况. 基本使用 在CyclicBar

  • linux创建线程之pthread_create的具体使用

    pthread_create函数 函数简介 pthread_create是UNIX环境创建线程函数 头文件 #include<pthread.h> 函数声明 int pthread_create(pthread_t *restrict tidp,const pthread_attr_t *restrict_attr,void*(*start_rtn)(void*),void *restrict arg); 返回值 若成功则返回0,否则返回出错编号 参数 第一个参数为指向线程标识符的指针. 第二

随机推荐