组合使用Interlocked.Increment和Volatile.Write

Question

我一直在查看System.Reactive的源代码（此处），这把我带到了这个地方，其中有一个相同变量上的Volatile.Read和Interlocked.CompareExchange：

if (Volatile.Read(ref _runDrainOnce) == 0
    && Interlocked.CompareExchange(ref _runDrainOnce, 1, 0) == 0)
{
    //do something
}

我的理解是，这个逻辑是“如果runDrainOnce为0，并且在我将其更改为1之前它也为0”。这里是否有什么微妙之处？为什么第一个检查不是多余的？

更令人费解的是，在同一个函数中存在lock和Monitor.Pulse。 这是赌注的结果吗？ :))

整个函数：

private void Schedule()
{
    // Schedule the suspending drain once
    if (Volatile.Read(ref _runDrainOnce) == 0
        && Interlocked.CompareExchange(ref _runDrainOnce, 1, 0) == 0)
    {
        _drainTask.Disposable = _scheduler.ScheduleLongRunning(this, DrainLongRunning);
    }

    // Indicate more work is to be done by the drain loop
    if (Interlocked.Increment(ref _wip) == 1L)
    {
        // resume the drain loop waiting on the guard
        lock (_suspendGuard)
        {
            Monitor.Pulse(_suspendGuard);
        }
    }
}

- Benjol

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我猜这是关于围栏成本的问题。Volatile.Read使用半围栏（获取），而Interlocked.CompareExchange则是全围栏（获取和释放）。看起来他们试图在_runDrainOnce不为0的情况下避免使用全围栏。 - Sean

根据Eric Lippert在这里的说法：“Interlocked.Exchange被编写为期望一个volatile字段并执行正确操作”，这似乎意味着不需要先进行volatile读取（假设同样适用于CompareExchange()）。我看不到源代码，但我猜测它在实现内部执行了等效的volatile读取。 - Matthew Watson

Answer 1

完全是猜测性的可能性如下。实际上，我会说在没有明确基准测试的情况下，它可能没关系，我们可以简单地删除Volatile.Read测试，甚至只使用一个lock。如果有明确的基准测试，我希望有一个提示（或链接）的评论。

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我们可以从命名（_runDrainOnce）中推断出，我们只期望这个操作成功一次，如果某件事只会成功一次，我们真的不需要让成功情况非常优化 - 所以：在成功路径中有一个多余的测试：不是一个很大的问题。相反，让我们猜测失败场景被称为“许多许多次”，因此仅在执行获取-围栏读取而不尝试写入时失败可能是有益的。 Schedule代码由所有调用 - 见OnCompleted，OnError，OnNext等 - 因此，假设意图仅仅是确保尽可能有效地启动调度 - 因此它不会超过必要的频繁地触碰Intelocked（如果有高线程竞争，它会成功一次，可能会指示几次失败）

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您没有明确要求，但lock/Pulse是使用Monitor让空闲工作循环等待接收工作的常见模式；如果可能处于空闲状态，则需要唤醒它，这是当计数为零且现在为非零时（因此使用Interlocked.Increment）。

- Marc Gravell

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谢谢Marc。这就是那种情况，有一个或多个你不太理解的词汇，导致你无法理解整个句子的意思。 - Benjol