C#多线程原子操作Interlocked
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admin
2025年2月17日 12:21
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Interlocked 类是 C# 中用于执行原子操作的工具类，它提供了一系列静态方法，用于在多线程环境中对共享变量进行原子操作。原子操作是指在多线程环境中，一个操作要么完全执行，要么完全不执行，不会被其他线程打断。Interlocked 类的方法通常用于对整数和长整数进行原子操作。- Increment: 原子地增加一个整数或长整数的值。
- Decrement: 原子地减少一个整数或长整数的值。
int value = 0;Interlocked.Increment(ref value); // value 现在是 1Interlocked.Decrement(ref value); // value 现在是 0
int value = 10;Interlocked.Add(ref value, 5);
int value = 10;int newValue = 20;int oldValue = Interlocked.Exchange(ref value, newValue);
CompareExchange: 原子地比较并交换两个值。如果当前值与比较值相等，则将新值赋给当前值。int value = 10;int comparand = 10;int newValue = 20;int oldValue = Interlocked.CompareExchange(ref value, newValue, comparand);
- 计数器: 在多线程环境中，使用 Increment 和 Decrement 方法来原子地增加或减少计数器的值。
- 标志位: 使用 Exchange 或 CompareExchange 方法来原子地设置或清除标志位。
- 无锁数据结构: 在实现无锁数据结构（如无锁队列、无锁栈等）时，使用 Interlocked 类的方法来确保操作的原子性。
以下是一个使用 Interlocked 类的示例代码，展示了如何在多线程环境中安全地增加一个计数器的值：using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;
class Program{ private static int _counter = 0;
static void Main(string[] args) { Task[] tasks = new Task[10]; for (int i = 0; i < tasks.Length; i++) { tasks[i] = Task.Run(() => IncrementCounter()); }
Task.WaitAll(tasks); Console.WriteLine($"Final counter value: {_counter}"); }
static void IncrementCounter() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { Interlocked.Increment(ref _counter); } }}
在这个示例中，我们创建了 10 个任务，每个任务都会调用 IncrementCounter 方法来增加 _counter 的值。由于使用了 Interlocked.Increment 方法，_counter 的增加操作是原子的，因此最终输出的 _counter 值将是 10000。
- 性能: Interlocked 类的方法通常比使用 lock 语句更高效，因为它们不需要进入内核模式，也不需要进行上下文切换。
- 适用范围: Interlocked 类的方法仅适用于对整数和长整数进行原子操作。对于更复杂的操作，可能需要使用 lock 语句或其他同步机制。
Interlocked 类是 C# 中用于执行原子操作的重要工具，特别适用于多线程环境中的计数器、标志位和无锁数据结构等场景。通过使用 Interlocked 类的方法，可以确保在多线程环境中对共享变量的操作是原子的，从而避免竞态条件和数据不一致的问题。
该文章在 2025/2/17 12:21:55 编辑过
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