跨多個執行緒遞增共享整數計數器的最佳方法是：「lock」、「Interlocked」還是「易失性」？

Interlocked 操作、lock 語句和 volatile 字段的比較

問題：

假設一個類包含一個公共 int 類型的計數器字段，該字段被多個線程訪問，並且僅對其進行增量或減量操作。哪種方法是增量此字段的最佳方法，為什麼？

• lock(this.locker) this.counter ;
• Interlocked.Increment(ref this.counter);
• 將計數器的訪問修飾符更改為 public volatile。

答案：

最差（不可行）：

• 將計數器的訪問修飾符更改為 public volatile

僅使用 volatile 字段不能保證線程安全。雖然 volatile 確保多個 CPU 同時訪問相同的數據，但它不能防止讀取和寫入操作的交錯，這可能導致錯誤。

次優：

• lock(this.locker) this.counter ;

lock 語句通過防止其他線程執行修改受保護字段的代碼來提供線程安全。但是，鎖定相對較慢，並且可能不必要地阻塞其他線程。

最佳：

• Interlocked.Increment(ref this.counter);

Interlocked 操作是原子且線程安全的，為修改共享數據提供了最有效和可靠的方法。它們以一次性操作執行讀取、增量和寫入操作，無需鎖定。

Interlocked 操作與 volatile 字段的比較：

Interlocked 操作在執行的指令周圍應用完整的柵欄，防止多個 CPU 重新排序。 volatile 字段僅在其操作周圍放置半柵欄，因此它們不會防止重新排序。因此，對於共享數據的並發修改，應使用 Interlocked 操作；而對於寫入器從不讀取且讀取器從不寫入原子值的場景，volatile 字段則適用。

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