Csharp/C#教程：深入多线程之:深入分析Interlocked分享

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,JeffreyRichter把它叫做InterLockedAnything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:
publicstaticintMaximum(refinttarget,intvalue)
       {
           intcurrentVal=target;  //将target的当前值保存到currentVal中
           intstartVal,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(reftarget,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。
           returndesiredVal;
       }

这段代码的核心就是：currentVal=Interlocked.CompareExchange(reftarget,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:
delegateintMorpher<TResult,TArgument>(intstartValue,TArgumentargument,
           outTResultmorphResult);

       staticTResultMorph<TResult,TArgument>(refinttarget,TArgumentargument,
           Morpher<TResult,TArgument>morpher)
       {
           TResultmorphResult;

           intcurrentVal=target,startVal,desiredVal;

           do
           {
               startVal=currentVal;
               desiredVal=morpher(startVal,argument,outmorphResult);
               currentVal=Interlocked.CompareExchange(reftarget,desiredVal,startVal);
           }while(startVal!=currentVal);

           returnmorphResult;
       }

基本原理和上面的一致。

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