理解CLR 2.0内存模型

Question

理解CLR 2.0内存模型

14

Joe Duffy提出了描述CLR 2.0+内存模型的6条规则（实际实现，而非任何ECMA标准）。我正在尝试理解这些规则，主要是作为一种自我解释的方式，但如果我的逻辑有误，至少在这里有人能够在它引起麻烦之前抓住它。

规则1：加载和存储之间的数据依赖关系永远不会被违反。
规则2：所有存储都具有释放语义，即在其后不能移动任何加载或存储。
规则3：所有易失性加载都是获取的，即在其前不能移动任何加载或存储。
规则4：不得跨越完整屏障（例如Thread.MemoryBarrier、lock acquire、Interlocked.Exchange、Interlocked.CompareExchange等）进行加载和存储。
规则5：堆上的加载和存储可能永远不会被引入。
规则6：仅当从/到同一位置合并相邻的加载和存储时才可以删除加载和存储。

我正在尝试理解这些规则。

x = y
y = 0 // Cannot move before the previous line according to Rule 1.

x = y
z = 0
// equates to this sequence of loads and stores before possible re-ordering
load y
store x
load 0
store z

看起来，负载0可以移动到负载y之前，但是存储可能根本不会被重新排序。因此，如果一个线程看到z == 0，则它也会看到x == y。

如果y是易失性的，则负载0无法移动到负载y之前，否则它可能会。易失性存储似乎没有任何特殊属性，没有存储可以相互重新排序（这是非常强的保证！）

完整屏障就像是一条线，负载和存储不能越过。

不知道规则5是什么意思。

我猜规则6的意思是如果你这样做：

x = y
x = z

那么，CLR有可能删除对y的加载和对x的第一个存储。

x = y
z = y
// equates to this sequence of loads and stores before possible re-ordering
load y
store x
load y
store z
// could be re-ordered like this
load y
load y
store x
store z
// rule 6 applied means this is possible?
load y
store x // but don't pop y from stack (or first duplicate item on top of stack)
store z

如果y是易变的，会怎么样？我没有看到规则中禁止进行上述优化。这不违反双重检查锁定，因为在两个相同条件之间的lock()防止了负载被移动到相邻位置，并且根据规则6，这是它们可以被消除的唯一时间。

所以我认为我理解了除了规则5之外的所有内容。有人想启发我（或者纠正我或者添加任何关于上述内容的东西吗？）

- Eloff

1个回答

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Bradley Grainger · Accepted Answer

乔·达菲在Windows并发编程的第517-18页讨论了第5条规则：

作为引入负载的示例，请考虑以下代码：

MyObject mo = ...;
int f = mo.field;
if (f == 0)
{
    // do something
    Console.WriteLine(f);
}

如果从变量f中的mo.field的初始读取到后续在Console.WriteLine中使用f的时间间隔足够长，编译器可能会决定重新读取mo.field两次是更有效的。...如果mo是一个堆对象，并且线程正在同时写入mo.field，则这样做将是一个问题。if块可能包含假定读入f的值仍为0的代码，而读取操作可能会破坏这个假设。除了禁止volatile变量之外，.NET内存模型也禁止针对引用GC堆内存的普通变量进行此操作。

我曾经写过一篇重要的博客文章讲述这个问题：引发事件的标准模式。

EventHandler handler = MyEvent;
if (handler != null)
    handler(this, EventArgs.Empty);

为了防止在单独的线程上删除事件处理程序时出现问题，我们读取MyEvent的当前值，并仅在该委托非空时调用事件处理程序。

如果引入了来自堆的读取，则编译器/JIT可能会决定再次读取MyEvent而不是使用本地变量，这将引入竞争条件。