如何在 C# 中的 Interlocked.Increment 之后检查溢出？答案

【问题标题】：How do I check for overflow after an Interlocked.Increment in C#?如何在 C# 中的 Interlocked.Increment 之后检查溢出？
【发布时间】：2013-07-22 15:15:12
【问题描述】：

在调用Interlocked.Increment 后检查溢出的正确方法是什么？

我有一个 ID 生成器，它在程序执行期间生成唯一 ID，目前我对其进行测试，增量返回零。

public static class IdGenerator {
    private static int _counter = 0;

    public static uint GetNewId() {
        uint newId = (uint)System.Threading.Interlocked.Increment(ref _counter);
        if (newId == 0) {
             throw new System.Exception("Whoops, ran out of identifiers");
        }
        return newId;
    }
}

鉴于我每次运行生成的 ID 数量相当多，_counter 在增加时可能会溢出（在异常大的输入上），我想在这种情况下抛出异常（早早崩溃到方便调试）。

摘自Microsoft's documentation：

此方法通过包装处理溢出条件：如果location = Int32.MaxValue，location + 1 = Int32.MinValue。不抛出异常。

【问题讨论】：

考虑使用long。
请注意(uint)int.MinValue 抛出。
@SLaks（你的最后一条评论）好吧，(uint)int.MinValue 作为文字不会编译。但是一个非常量变量或表达式 int i = int.MinValue 命中转换 (uint)i 不会抛出通常的 unchecked 上下文。
@SLaks 谢谢，我没有想到，演员表应该用unchecked 包裹起来，像这样：unchecked((uint)int.MinValue) 我想。

标签： c# integer-overflow interlocked interlocked-increment

【解决方案1】：

只需检查newId 是否为Int32.MinValue（在转换为uint 之前）并抛出异常。

从增量中获取MinValue 的唯一方法是通过溢出。

【讨论】：

如果两个线程在短时间内连续增加值怎么办？
@JeppeStigNielsen：然后其中一个会溢出，而另一个不会。 Interlocked.Increment 的全部意义在于它是原子的；这不是问题。
啊，当然，你告诉他检查Increment的返回值，而不是_counter字段的实际值。那我同意你的看法。但是他应该摆脱对uint的转换，或者其他什么。
@JeppeStigNielsen: newId 是来自Increment()的返回值。
你是对的，那里没有问题。 其他：由于他的代码在问题中，他只是将 32 位有符号整数重新解释为 无符号 32 位整数，他能够得到ID 最高为 4'294'967'295。所以他的原始代码运行良好，如果我们假设他没有使用/checked 编译器选项构建他的代码。如果他使用你的答案，他只能（大约）生成之前一半的 ID。

【解决方案2】：

考虑使用unchecked

public static class IdGenerator
{
    private static int _counter;

    public static uint GetNewId()
    {
        uint newId = unchecked ((uint) System.Threading.Interlocked.Increment(ref _counter));
        if (newId == 0)
        {
            throw new System.Exception("Whoops, ran out of identifiers");
        }
        return newId;
    }
}

在这种情况下你会得到

性能提升不大，因为编译器不会检查溢出。
x2 键空间
更简单更小的代码

【讨论】：

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