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為什麼 .NET 中的雙重檢查鎖定需要 'volatile' 修飾符?

Mary-Kate Olsen
發布: 2024-12-28 18:40:10
原創
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Why is the `volatile` Modifier Necessary in Double-Checked Locking in .NET?

了解.NET 雙重檢查鎖定中Volatile 修飾符的必要性

在.NET 中,雙重檢查鎖定用於確保對象的線程安全初始化。但是,通常建議將 volatile 修飾符套用至要鎖定的欄位。為什麼這很重要?

Lock 和Volatile 在記憶體一致性中的作用

lock 語句將對程式碼區塊的線程存取限制為單一線程,但是它本身並不會使基礎字段變得不穩定。波動性保證:

  • 字段的讀取不會緩存在線程特定的記憶體中。
  • 對欄位的寫入在執行後立即對所有執行緒可見。

這是至關重要的,因為如果沒有 volatile 修飾符,編譯器可能會透過重新排序指令或快取欄位的當前值來最佳化程式碼本機暫存器。這可能會導致初始化欄位的執行緒與存取該欄位的其他執行緒之間出現不一致。

理解鎖定語意

lock 語句建立記憶體屏障,確保即:

  • 取得鎖之前進行的寫入對所有人都可見
  • 鎖內採取的操作是依序執行的。

但是,lock 語句不保證更新的欄位在釋放後對其他執行緒的可見性。這就是 volatile 修飾符的用武之地。

為什麼 Volatile 仍然是必要的

雖然 lock 語句確保了鎖定區塊內的正確性,但這只是部分解決方案。並不能完全保證鎖定釋放後字段的可見性。特別是在弱記憶體模型中,例如在某些硬體架構(例如 Itanium64)上,如果未將讀取標記為 易失性,則讀取可能會重新排序以出現在寫入之前。

因此,將 volatile 修飾符套用至欄位可確保編譯器無法以削弱記憶體一致性的方式最佳化程式碼。這保證了所有執行緒始終讀取該欄位的最新值,即使在釋放鎖定之後也是如此。

結論

將volatile 修飾符添加到字段中雙重檢查鎖定對於確保正確的內存可見性並防止與內存重新排序和緩存相關的問題至關重要。它加強了 lock 語句提供的記憶體一致性保證,這對於在 .NET 中實現線程安全的物件初始化至關重要。

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來源:php.cn
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