释放模式下的无限循环答案

【问题标题】：Infinite loop in release mode释放模式下的无限循环
【发布时间】：2012-05-25 04:16:35
【问题描述】：

当我在 debug 模式下运行以下代码时，它将成功完成并退出。但是，如果我在 release 模式下运行以下代码，它会陷入无限循环并且永远不会完成。

static void Main(string[] args)
{
    bool stop = false;

    new Thread(() =>
    {
        Thread.Sleep(1000);
        stop = true;
        Console.WriteLine("Set \"stop\" to true.");

    }).Start();

    Console.WriteLine("Entering loop.");

    while (!stop)
    {
    }

    Console.WriteLine("Done.");
}

哪种优化导致它陷入无限循环？

【问题讨论】：

线程间是否不需要同步对stop的访问？
这是一些优化的原因。编译将构建一个真正的停止状态。
看看新的 CancellationToken 类。他们被发明来解决这个问题。 msdn.microsoft.com/en-us/library/dd997364.aspx

标签： c# .net multithreading

【解决方案1】：

我的猜测是主线程上stop 变量的处理器缓存。在调试模式下，内存模型更加严格，因为调试器需要能够提供跨所有线程的变量状态的合理视图。

尝试创建一个字段并将其标记为volatile：

volatile bool stop = false;

static void Main(string[] args)
{

    new Thread(() =>
    {
        Thread.Sleep(1000);
        stop = true;
        Console.WriteLine("Set \"stop\" to true.");

    }).Start();

    Console.WriteLine("Entering loop.");

    while (!stop)
    {
    }

    Console.WriteLine("Done.");
}

【讨论】：

Volatile 有利于正确性，但为了避免优化，让它看起来像字段而不是局部变量就足够了。
@AlexeiLevenkov 我可能弄错了，但我相信这是 CLR 的一个实现细节，理论上（尽管可能不是实际）可能会发生变化。
我想知道您为什么不同步对变量的访问。我总是这样做，因为我认为获取/设置bool 变量不是原子操作。我错了吗？
我认为很难找到一种合理的非原子方式来设置或获取布尔变量...缓存（由 CPU 或编译器本身）是导致这个。
@UweKeim：获取/设置布尔值绝对是原子的。它在规范中。 stackoverflow.com/questions/9666/…

【解决方案2】：

因为它不是线程安全的，所以您在子线程中更新主线程变量stop。它总是无法预测的。要处理此类情况，请查看this article。

volatile 关键字指示编译器生成一个每次读取该字段的获取栅栏，并在每次写入该字段。获取栅栏可防止其他从栅栏前移动读取/写入；释放围栏防止其他读/写在栅栏之后移动。这些 “半栅栏”比全栅栏更快，因为它们给运行时和硬件有更多优化空间。

【讨论】：

【解决方案3】：

线程不安全代码是不可预测的。主要问题是从另一个线程更改一个线程变量。使变量全局或易变。您可以通过以下方式进行操作

static volatile bool stop = false;

static void Main(string[] args)
{    
    new Thread(() =>
    {
        Thread.Sleep(1000);
        stop = true;
        Console.WriteLine("Set \"stop\" to true.");

    }).Start();

    Console.WriteLine("Entering loop.");

    while (!stop)
    {
    }

    Console.WriteLine("Done.");
}

【讨论】：

【解决方案4】：

看起来对局部变量的值进行了某种优化 - 更改为字段使其终止正常（注意在实际代码中应使用易失性或正确的锁定）：

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static bool stop = false;
    static void Main(string[] args)
    {

        new Thread(() =>
        {
            Thread.Sleep(1000);
            stop = true;
            Console.WriteLine("Set \"stop\" to true.");

        }).Start();

        Console.WriteLine("Entering loop.");

        while (!stop)
        {
        }

        Console.WriteLine("Done.");
    }
}

【讨论】：