属性是否具有波动性影响？答案

【问题标题】：Do properties have volatile effect?属性是否具有波动性影响？
【发布时间】：2012-05-29 09:22:03
【问题描述】：

在下面的代码中read1 总是等于read2，前提是属性Flag 可以从其他线程更改？这里担心的是Flag 可能会被内联。

private bool Flag {get; set;}

public void MultithreadedMethod()
{
    var read1 = Flag;

    /* some more code */

    var read2 = Flag;    
}

UPD：在/* some more code */ 执行期间，其他一些线程可能会更改Flag 的值。在这种情况下，read1 应该不同于 read2。总是会这样吗？尽管Flag 在读取之间发生了更改，但内联不会将属性转换为非易失性字段，这将导致read1 等于read2？

【问题讨论】：

我认为没有理由保证。当然，volatile 通常也没有人们想象的那么大的意义。如果重要的话，我个人会看lock 或Interlocked。

标签： c# multithreading concurrency

【解决方案1】：

不，该属性不是volatile。

虽然我无法为您的初始场景获得令人满意的演示，但这种替代方法应该可以很好地证明该陈述：

class Program
{
    public bool Flag { get; set; }

    public void VolatilityTest()
    {
        bool work = false;
        while (!Flag)
        {
            work = !work; // fake work simulation
        }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Program p = new Program();
        var t = new Thread(p.VolatilityTest);
        t.Start();
        Thread.Sleep(1000);
        p.Flag = true;
        t.Join();
    }
}

在 Release 模式下构建它会使程序死锁，因此证明 Flag 没有易失行为（即它在读取之间得到“优化”）。

将public bool Flag { get; set; } 替换为public volatile bool Flag; 将使程序正确终止。

【讨论】：

另一种可能性是使支持字段可变。所以你仍然可以使用像 internal 一样的 set 修饰符。
封装的 volatile 字段怎么样？私有 volatile bool 标志；和一个属性标志 { get { return flag; } , 设置 { 标志 = 值; } } ?
非常有趣的一点，但在我的测试中，您的确切代码的发布版本没有锁定。在新控制台项目中的 Visual Studio 2013 中运行，因此优化设置是默认设置。我知道它是否被优化取决于实现，但我很难相信变量的实际值不会在 (!Flag) 时被检入，而是使用它的初始值。特别是当编译器可以确定该值确实发生了变化时。
@ILIA BROUDNO：这个例子取决于环境，尽管只要你有一台多核机器，它在 .Net 版本之间应该是相当一致的。我刚刚在四核 Xeon 上的 VS 2013、.Net 4.5 中对此进行了测试，我仍然可以重现它。确保在构建项目时在项目属性中启用“优化代码”。
@Tudor：感谢您的检查。最后 - Visual Studio 2013 .Net 4.5 四核 i5。检查优化代码。没有锁定。

【解决方案2】：

是的，它可以自然地改变。

即使在提供的代码中，也不能保证 read1 等于 read2。

考虑到/* some more code */同时执行，Flag可能会受到其他线程的影响。

编辑

read1 和read2 的相等与是否内联无关，Flag 是一个bool，所以它是一个值类型。所以

var read1 = Flag; //假设 read1 为真
Flag = False
var read2 = Flag; //read2 为 FALSE，但 read1 仍为 TRUE

这在非多线程环境中也有效，因为你操作的是值类型。

如果这不是您的要求，请澄清。

【讨论】：

我认为考虑到 OP 的编辑，他要求假设线程更改 Flag 而 /* some more code */ 正在执行，是否保证 read2 会接关于这个变化。

【解决方案3】：

如果可以从其他线程更改 Flag，则不能保证 read1 和 read2 会相同。您必须在代码周围使用监视器/互斥锁，并确保标志设置器也尊重该互斥锁。

【讨论】：

是的，但是否保证 read1 和 read2 会不同。
保证它们会有所不同？当然不是。它们可能会有所不同，具体取决于正在运行的代码以及您在 MultithreadedMethod 中的代码。如果有另一个线程在操作 Flag，它们可能会有所不同。

【解决方案4】：

总结其他回复，在这种情况下，无法预测代码执行后两个变量的值会发生什么。既是因为 CLR 和编译器对我们来说在很大程度上是黑匣子，而且因为任何关于竞争条件结果的预测实际上都是一场赌博，在某些时候肯定会出错。

无论如何，您不能在多线程环境中编写此类代码。

【讨论】：

【解决方案5】：

autoproperty 缺乏 volatile 令人失望。我发现当使用带有 [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 4)] 和 Marshal.PtrToStructure 的结构时，如果使用自动属性，字节布局不会按预期保留。我所做的是使用私有支持字段并将属性放在最后。

【讨论】：

【解决方案6】：

根据documentation

volatile关键字表示一个字段可以在由诸如操作系统、硬件或并发执行线程。 ... 使用 volatile 修饰符可确保一个线程检索最多另一个线程写入的最新值。

【讨论】：

那么自动属性呢？它不能做到易变。但它会表现得不稳定吗？
自动属性声明一个与属性相同类型的私有字段，并通过getter和setter访问它。私有属性没有任何特殊的修饰符，所以它不会像一个 volatile 字段。
太糟糕了，您不能在自动属性上使用 volatile 导致基础字段为 volatile。抱歉，您的回答不能回答问题，只有您的 cmets 可以回答；-)。