Kann ein C#-Thread einen Wert zwischenspeichern und keine Aktualisierungen von anderen Threads bemerken?

Kann ein C#-Thread einen Wert zwischenspeichern und an anderen Threads vorgenommene Änderungen ignorieren?

Trotz gängiger Meinung ist es für einen C#-Thread möglich, einen Wert zwischenzuspeichern und zu ignorieren Änderungen an diesem Wert in anderen Threads. Dieses Verhalten ergibt sich aus dem zugrunde liegenden Speichermodell in C#, das Optimierungen ermöglicht, die zu inkonsistenten Thread-Werten führen können.

Während es im Allgemeinen empfohlen wird, Sperren für die Thread-Synchronisierung zu verwenden, gibt es bestimmte Szenarien, in denen eine Werte-Zwischenspeicherung auftreten kann , wie zum Beispiel:

Nichtflüchtiger Speicher

Das C#-Speichermodell unterteilt den Speicher in flüchtige und nichtflüchtige Bereiche. Nichtflüchtiger Speicher, der normalerweise für Variablen verwendet wird, die sich nicht oft ändern, kann aus Leistungsgründen vom Prozessor oder Compiler zwischengespeichert werden. Dieses Caching kann dazu führen, dass ein Thread den Wert im Speicher ändert, ein anderer Thread jedoch weiterhin den zwischengespeicherten Wert liest.

Optimierung und Kompilierung

Der C#-Compiler und JIT (Just-In -Time)-Compiler kann Optimierungen durchführen, um die Leistung zu verbessern. Insbesondere können sie Anweisungen neu anordnen oder unnötige Speicherlesevorgänge eliminieren. Diese Optimierung kann zu Situationen führen, in denen ein Wert vom Prozessor oder Compiler zwischengespeichert wird, obwohl der Wert von einem anderen Thread geändert wurde.

Beispielcode-Problem

Der in der Frage bereitgestellte Beispielcode zeigt dieses Verhalten. Wenn das Stoppfeld auf „true“ gesetzt ist, liest der DoWork-Thread möglicherweise weiterhin den zwischengespeicherten Wert, auch wenn ein anderer Thread ihn geändert hat. Dies liegt daran, dass das Stoppfeld nichtflüchtig ist und der Compiler seinen Wert zwischenspeichern darf.

Gegenbeispiel

Ein in der Antwort bereitgestelltes Gegenbeispiel zeigt, wie dieses Verhalten führen kann zu Problemen. In diesem Beispiel wird das Stoppfeld nicht flüchtig gemacht und der DoWork-Thread läuft auf unbestimmte Zeit weiter.

Schlussfolgerung

Während es verlockend sein kann, sich auf die Annahme zu verlassen, dass die C#-Laufzeit damit umgehen kann Für eine effektive Thread-Synchronisierung ist es wichtig, das zugrunde liegende Speichermodell und seine möglichen Auswirkungen zu verstehen. Durch die entsprechende Verwendung von Sperren oder flüchtigen Variablen können Entwickler garantieren, dass Threads immer die aktuellsten Werte haben, wodurch unerwartetes Verhalten verhindert und die Korrektheit von Thread-Anwendungen sichergestellt wird.

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