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易失性、互锁或锁定:哪一个最适合线程安全计数器递增/递减?

Patricia Arquette
Patricia Arquette原创
2025-01-27 11:01:10424浏览

Volatile, Interlocked, or Lock: Which is Best for Thread-Safe Counter Increments/Decrements?

线程安全计数器增量/减量操作:volatileInterlockedlock 的比较

在多线程环境中,保护共享数据结构免受并发访问至关重要,以确保数据完整性并防止竞争条件。当处理需要原子增量或减量操作的共享整数计数器时,在 volatileInterlockedlock 三种方法中选择最合适的方法至关重要。

volatile

将字段标记为 volatile 可在所有线程之间提供可见性,防止 CPU 优化重新排序内存访问。但是,这本身不足以强制对计数器执行原子操作。volatile 仅确保所有线程都能看到最新的值,但不能防止增量/减量操作期间可能发生的数据竞争。

lock

使用 lock 对象通过在访问共享数据之前获取锁并在之后释放锁来提供同步。这种方法确保在当前线程更新计数器时,没有其他线程可以访问计数器。虽然有效地确保了原子性,但由于同步机制,锁定可能会引入性能开销。

Interlocked

Interlocked 类提供专门为并发场景设计的原子操作。Interlocked.Increment() 方法对指定的共享变量执行原子增量操作,确保多个线程可以安全地递增计数器而不会导致数据损坏。此方法有效地将读写操作组合成单个不可分割的操作,使其成为原子增量/减量场景的首选方法。

结论:

鉴于在多线程环境中递增或递减共享整数计数器的需求,建议使用 Interlocked.Increment()。此方法提供线程安全的原子操作,而无需锁定的性能影响,并且比仅依赖 volatile 提供更有效的解决方案。尽管如此,当可见性是主要关注点时,例如确保一个线程所做的更改立即对其他线程可见,volatile 仍然有其用途。

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