我什么时候应该考虑内存屏障和指令重新排序？

如何解决我什么时候应该考虑内存屏障和指令重新排序？

我尝试像这样用 C# 实现 Peterson Lock

public class PetersonLock
{
    private volatile bool[] flag = new bool[2];
    private volatile int victim;
    public int oneThreadId;

    public void Lock() {
        int i = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId == oneThreadId ? 1 : 0;
        int j = 1 - i;
        flag[i] = true; /* A */
        victim = i;     /* B */
        while (flag[j] && victim == i) { } /* C */
    }

    public void Unlock() {
        int i = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId == oneThreadId ? 1 : 0;
        flag[i] = false;
    }
}

但是当我在 2 个线程中使用这个锁时，它不起作用，有人说我应该考虑指令重新排序并使用内存屏障。 A线、B线和C线是否像A->B->C，或A->C->B，或C->A->B或其他顺序一样重新排序？所以我把我的代码改成这样：

public class PetersonLock
{
    private volatile bool[] flag = new bool[2];
    private volatile int victim;
    public int oneThreadId;

    public void Lock() {
        int i = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId == oneThreadId ? 1 : 0;
        int j = 1 - i;
        flag[i] = true;
        Thread.MemoryBarrier(); // Is this line nesscessary?
        victim = i;
        Thread.MemoryBarrier(); // Is this line nesscessary?
        while (flag[j] && victim == i) { }
    }

    public void Unlock() {
        int i = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId == oneThreadId ? 1 : 0;
        flag[i] = false;
    }
}

• 不知道这两行是不是都需要？
• 有什么规则可以帮助我判断哪一行会被重新排序，哪一行会被重新排序？ 行不会？
• 我应该什么时候使用内存屏障？

解决方法

根据Microsoft Documentation，有更简单的方法可以使用锁和Monitor 类来同步代码。 如果您仍想坚持使用 Thread.MemoryBarrier，我发现这个 link 非常有趣。

关于你的代码，我对 PetersonLock 不是很熟悉，所以不要盲目相信我的话。我会说第一个屏障用于确保在设置受害者之前设置标志，并且需要第二个屏障将内存刷新到所有缓存的内存行，以便所有线程读取相同的值