为什么 .NET 中的双重检查锁定需要 'volatile' 修饰符？

了解 .NET 双重检查锁定中 Volatile 修饰符的必要性

在 .NET 中，双重检查锁定用于确保对象的线程安全初始化。但是，通常建议将 volatile 修饰符应用于要锁定的字段。为什么这很重要？

Lock 和 Volatile 在内存一致性中的作用

lock 语句将对代码块的线程访问限制为单个线程，但是它本身并不会使基础字段变得不稳定。波动性保证：

• 字段的读取不会缓存在线程特定的内存中。
• 对字段的写入在执行后立即对所有线程可见。

这是至关重要的，因为如果没有 volatile 修饰符，编译器可能会通过重新排序指令或缓存字段的当前值来优化代码本地寄存器。这可能会导致初始化字段的线程与访问该字段的其他线程之间出现不一致。

理解锁定语义

lock 语句创建内存屏障，确保即：

• 获取锁之前进行的写入对所有人都可见
• 锁内采取的操作是按顺序执行的。

但是，lock 语句不保证更新的字段在释放后对其他线程的可见性。这就是 volatile 修饰符的用武之地。

为什么 Volatile 仍然是必要的

虽然 lock 语句确保了锁定块内的正确性，但这只是部分解决方案。并不能完全保证锁释放后字段的可见性。特别是在弱内存模型中，例如在某些硬件架构（例如 Itanium64）上，如果未将读取标记为 易失性，则读取可能会重新排序以出现在写入之前。

因此，将 volatile 修饰符应用于字段可确保编译器不能以削弱内存一致性的方式优化代码。这保证了所有线程始终读取该字段的最新值，即使在释放锁之后也是如此。

结论

将 volatile 修饰符添加到字段中双重检查锁定对于确保正确的内存可见性并防止与内存重新排序和缓存相关的问题至关重要。它加强了 lock 语句提供的内存一致性保证，这对于在 .NET 中实现线程安全的对象初始化至关重要。

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