C# Interlocked 类 _生活百科

【前言】在日常开发工作中，我们经常要对变量进行操作，例如对一个int变量递增++ 。在单线程环境下是没有问题的，但是如果一个变量被多个线程操作，那就有可能出现结果和预期不一致的问题。
例如:
static void Main(string[] args){var j = 0;for (int i = 0; i < 100; i++){j++;}Console.WriteLine(j);//100}在单线程情况下执行，结果一定为100，那么在多线程情况下呢？
static void Main(string[] args){var j = 0;var t1 = Task.Run(() =>{for (int i = 0; i < 50000; i++){j++;}});var t2 = Task.Run(() =>{for (int i = 0; i < 50000; i++){j++;}});Task.WaitAll(t1, t2);Console.WriteLine(j);//82869 这个结果是随机的，和每个线程执行情况有关}我们可以看到，多线程情况下并不能保证执行正确，我们也将这种情况称为 “非线程安全”
这种情况下我们可以通过加锁来达到线程安全的目的
static void Main(string[] args){var locker = new object();var j = 0;var t1 = Task.Run(() =>{for (int i = 0; i < 50000; i++){lock (locker){j++;}}});var t2 = Task.Run(() =>{for (int i = 0; i < 50000; i++){lock (locker){j++;}}});Task.WaitAll(t1, t2);Console.WriteLine(j);//100000 这里是一定的}加锁的确能解决上述问题，那么有没有一种更加轻量级，更加简洁的写法呢？
那么，今天我们就来认识一下 Interlocked 类
【Interlocked 类下的方法】Increment(ref int location)Increment 方法可以轻松实现线程安全的变量自增
/// <summary>/// thread safe increament/// </summary>public static void Increament(){var j = 0;Task.WaitAll(Enumerable.Range(0, 50).Select(t =>Task.Run(() =>{for (int i = 0; i < 2000; i++){Interlocked.Increment(ref j);}})).ToArray());Console.WriteLine($"multi thread increament result={j}");//result=100000}看到这里，我们一定好奇这个方法底层是怎么实现的？
我们通过ILSpy反编译查看源码：
首先看到 Increment 方法其实是通过调用 Add 方法来实现自增的

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再往下看，Add 方法是通过 ExchangeAdd 方法来实现原子性的自增，因为该方法返回值是增加前的原值，因此返回时增加了本次新增的，结果便是相加的结果，当然 location1 变量已经递增成功了，这里只是为了友好地返回增加后的结果。

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我们再往下看

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这个方法用 [MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall)] 修饰，表明这里调用的是 CLR 内部代码，我们只能通过查看源码来继续学习。
我们打开 dotnetcore 源码：https://github.com/dotnet/corefx
找到 Interlocked 中的 ExchangeAdd 方法

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可以看到，该方法用循环不断自旋赋值并检查是否赋值成功（CompareExchange返回的是修改前的值，如果返回结果和修改前结果是一致，则说明修改成功）
我们继续看内部实现

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【C# Interlocked 类】

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内部调用 InterlockedCompareExchange 函数，再往下就是直接调用的C++源码了

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在这里将变量添加 volatile 修饰符，阻止寄存器缓存变量值（关于volatile不在此赘述），然后直接调用了C++底层内部函数 __sync_val_compare_and_swap 实现原子性的比较交换操作，这里直接用的是 CPU 指令进行原子性操作，性能非常高。
相同机制函数和 Increment 函数机制类似，Interlocked 类下的大部分方法都是通过 CompareExchange 底层函数来操作的，因此这里不再赘述