多线程 - 了解内存屏障和易失性

Question

我正在研究 C# 线程，遵循著名的“C# in a Nutshell”，在调查 Thread.MemoryBarrier() 现象期间，当我在 Why we need Thread.MemoryBarrier()? 上偶然发现 Brian 的示例时，我吓死了。

我有 i-7 8700K 处理器和 4.6.1 .NET，即使在程序中进行了以下更改，我也设法重现了问题（程序永远不会结束）：

class Program
{
    static bool stop = false;

    public static void Main(string[] args)
    {
        var t = new Thread(() =>
        {
            Console.WriteLine($"Thread begin");
            bool toggle = false;
            //while (true)
            while (!stop) 
            {
                if (stop)
                {
                    break;
                }
                toggle = !toggle;
            }
            Console.WriteLine($"Thread end");
        });
        t.Start();
        Thread.Sleep(1000);
        stop = true;
        Console.WriteLine($"Stop flag set. Waiting for thread to end...");
        t.Join();
        Console.ReadKey();
    }
}

因此，即使使用“如果（停止）”检查，问题也会重现，我明白为什么。当我在该检查问题没有重现之前放置“Thread.MemoryBarrier()”时（至少我没有重现它），我明白为什么。但我不明白的是，为什么当我更改 while 条件并放置“while (true)”而不是“while (!stop)”时问题不再重现？是否与“while(true)”语句的特殊处理有关？

Answer 1

为什么当我更改 while 条件并将“while (true)”而不是“while (!stop)”时问题不再重现？

行为取决于几个因素，例如：硬件、操作系统、运行时环境...例如，在我的机器上，即使使用带有while (!stop) 的原始代码也不会重现问题。而且我相信，可以在另一个环境中使用while (true) 重现该问题。

Eric Lippert 和 Jon Skeet 表示我们不需要使用像 Thread.MemoryBarrier 这样的低级技术，除非我们是该领域的真正专家（link#1 和 link#2）。可能，您应该考虑使用 volatile 关键字和 stop 声明，它更明确地表达了您的意图并让您不要使用 Thread.MemoryBarrier。或者甚至考虑使用Task 和CancellationToken 来取消Task。

查看您的用户名可能值得注意的是，Eric Lippert 和 Jon Skeet 关于 .net 就像 Gandalf 关于魔法

更新

阅读下面的 Eric Lippert 的 cmets。在您真正需要之前，不要使用volatile 和Thread.MemoryBarrier。

Answer 2

while (true) 没有什么特别之处。

您的详细答案如下所述： https://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/jj863136.aspx