参照とInt32の更新にInterlocked.Exchangeを使用する

Question

参照には、32ビットプロセッサでは4バイト、64ビットプロセッサでは8バイトのメモリが必要であることが知られています。従って、プロセッサは、機械の自然語サイズの増分でメモリへの単一の読み書きが原子的に実行されることを保証する。 Interlocked.ExchangeがInt32に対してと参照型のために必要とされる理由

public static int Exchange(
    ref int location1, 
    int value 
) 

と

public static T Exchange<T>(
    ref T location1, 
    T value 
) 
where T : class 

だから、質問は次のとおりです。一方 インタロッククラスの2つの方法があるのですか？ アトミックなので単純な代入だけで安全に行うことはできませんでしたか？

Answer 1

原子性だけではありません。また、メモリの可視性に関するものです。変数はメインメモリまたはCPUキャッシュに格納できます。変数がCPUキャッシュにのみ格納されている場合は、別のCPU上で実行されているスレッドには表示されません。以下の例で考えてみます。今、あなたは別のスレッド上のスレッドの「ChangeUsingAssignment」と「読む」と呼ぶ場合

public class Test { 
    private Int32 i = 5; 

    public void ChangeUsingAssignment() { 
     i = 10; 
    } 

    public void ChangeUsingInterlocked() { 
     Interlocked.Exchange(ref i, 10); 
    } 

    public Int32 Read() { 
     return Interlocked.CompareExchange(ref i, 0, 0); 
    } 
} 

を戻り値は5ではなく、10かもしれないが、あなたはChangeUsingInterlockedを呼び出す場合、10を返します「読み取り」予想通り。 「ChangeUsingAssignement」メソッド上記の図において

----------   ------------   ------------------- 
| CPU 1 | --> | CACHE 1 | --> |     | 
----------   ------------  |     | 
             |  RAM  | 
----------   ------------  |     | 
| CPU 2 | --> | CACHE 2 | --> |     | 
----------   ------------   ------------------- 

CACHE 2としないがRAMにするで「立ち往生」値10 GETをもたらすことができます。後でCPU1がそれを読み込もうとすると、RAMから値を取得します。通常の書き込みの代わりにインターロックを使用すると、値10がRAMにすべて到達するようになります。

Answer 2

メモリ値とCPUレジスタの内容を交換するのは一般的にアトミックではありません。あなたは両方ともメモリロケーションを読み書きする必要があります。さらに、Interlockedメソッドは、各コアが独自のキャッシュを持ち、潜在的にメインメモリの独自のビューを持つマルチコアコンピュータであっても、操作がアトミックであることを保証します。

Answer 3

Interlocked.Exchangeには戻り値があり、置き換えたばかりの値を知ることができます。これは、新しい値とを設定して、これらのメソッドが達成する古い値を取得する組み合わせです。

Answer 4

Interlock.Exchangeは、アトミック操作を実行中にオリジナルの値を返します。全体のポイントは、ロック機構を提供することです。したがって、実際には2つの操作です。元の値とは新しい値を設定します。それら2つは一緒に原子ではありません。