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方法内联优化会导致竞争条件吗?

inline-method race-condition .net

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Jeff Cyr · 技术社区 · 15 年前

如本问题所示: Raising C# events with an extension method - is it bad?

我正在考虑使用此扩展方法安全地引发事件:

public static void SafeRaise(this EventHandler handler, object sender, EventArgs e)
{
    if (handler != null)
        handler(sender, e);
}

但迈克·罗森布鲁姆在乔恩·斯基特的回答中提出了这个问题:

你们需要加上 [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] 这些扩展方法的属性或者你试图复制委托给临时变量可以通过抖动进行优化, 允许空引用例外。

我在发布模式下做了一些测试,看看当扩展方法没有标记为noinlining时,我是否可以获得竞争条件:

int n;
EventHandler myListener = (sender, e) => { n = 1; };
EventHandler myEvent = null;

Thread t1 = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        //This could cause a NullReferenceException
        //In fact it will only cause an exception in:
        //    debug x86, debug x64 and release x86
        //why doesn't it throw in release x64?
        //if (myEvent != null)
        //    myEvent(null, EventArgs.Empty);

        myEvent.SafeRaise(null, EventArgs.Empty);
    }
});

Thread t2 = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        myEvent += myListener;
        myEvent -= myListener;
    }
});

t1.Start();
t2.Start();

我在发布模式下运行了一段时间测试,并且从未有过NullReferenceException。

那么,迈克·罗森布卢姆在他的评论和方法中是错误的,内联不能导致种族状况吗?

事实上,我想真正的问题是,是否会说:

while (true)
{
    EventHandler handler = myEvent;
    if (handler != null)
        handler(null, EventArgs.Empty);
}

或

while (true)
{
    if (myEvent != null)
        myEvent(null, EventArgs.Empty);
}

3 回复 | 直到 14 年前

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Jon Skeet 15 年前

问题不在于该方法是内联的——不管它是否是内联的,它都可能是通过内存访问执行有趣的事情时的抖动。

但是,我不相信是首先是一个问题。几年前,人们把它作为一个问题提出,但我相信这被认为是对记忆模型的错误解读。变量只有一个逻辑“读取”,而抖动不能优化这一点,使值在副本的一次读取和副本的第二次读取之间发生变化。

编辑:为了澄清,我完全理解为什么这会给你带来问题。基本上有两个线程修改同一个变量(因为它们使用捕获的变量)。代码完全有可能这样发生:

Thread 1                      Thread 2

                              myEvent += myListener;

if (myEvent != null) // No, it's not null here...

                              myEvent -= myListener; // Now it's null!

myEvent(null, EventArgs.Empty); // Bang!

在这段代码中,这比正常情况下要稍微不明显,因为变量是一个捕获变量,而不是一个正常的静态/实例字段。但同样的原则也适用。

安全提升方法的要点是将引用存储在一个局部变量中,该变量不能从任何其他线程修改:

EventHandler handler = myEvent;
if (handler != null)
{
    handler(null, EventArgs.Empty);
}

现在线程2是否更改 myEvent -它无法更改处理程序的值,因此您将无法 NullReferenceException .

如果JIT 做内联的 SafeRaise ,它将被内联到此代码段-因为内联参数最终有效地成为一个新的局部变量。只有当JIT 不正确地 通过保持两个独立的 我的事件 .

现在,关于你为什么只有在调试模式下看到了这种情况:我怀疑在附加了调试程序的情况下,线程之间的中断空间要大得多。可能还发生了一些其他的优化——但没有。介绍有破损的,没关系。

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Daniel 14 年前

这是内存模型问题。

基本上,问题是:如果我的代码只包含一个逻辑读取,优化器是否可以引入另一个读取?

令人惊讶的是,答案是: 也许吧

在clr规范中,没有什么可以阻止优化器这样做。优化不会破坏单线程语义,并且只保证为易失性字段保留内存访问模式(即使这是一个不是100%正确的简单应用程序)。

因此,无论使用局部变量还是参数,代码都是 非线程安全 .

但是,Microsoft.NET Framework记录了不同的内存模型。在该模型中,优化器不允许引入读取,并且 你的密码是安全的 (独立于内联优化)。

也就是说,使用[MethodImplOptions]似乎是一种奇怪的黑客行为,因为阻止优化器引入读取只是不内联的副作用。我会用易挥发的字段或线程来代替。

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Vlad 15 年前

使用正确的代码,优化不应该改变其语义。因此,如果代码中没有错误,优化器就不能引入任何错误。