C# 半篱笆和全篱笆？

我一直在读

完全隔离

防止任何类型的指令重新排序或缓存（通过memoryBarrier）

然后我读到了关于生成“半篱笆”的

volatile

：

volatile关键字指示编译器生成 在该区域的每次读取上获取围栏，并在 每个人都要写信给那个领域

获得围栏

获取围栏可防止其他读/写操作在之前移动 篱笆

隔离栅

释放围栏可防止其他读/写操作在 篱笆

有人能用简单的英语给我解释一下这两个句子吗

（栅栏在哪里？）

编辑 在这里回答了一些问题之后——我画了一幅可以帮助所有人的画——我想

---

从另一个角度开始：

读取易变字段时，什么是重要的？以前对该字段的所有写入都已提交

当您写入易失性字段时，什么是重要的？所有以前的读取都已获得其值

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然后尝试验证获取围栏和释放围栏在这些情况下是否有意义。

为了更容易地解释这一点，让我们假设一个内存模型，其中可以进行任何重新排序

让我们看一个简单的例子。假设此易失性字段：

volatile int i = 0;

读写顺序如下：

1. int a = i;
2. i = 3;

对于指令1，它是对

i

的读取，生成一个获取围栏。这意味着指令2，即写入

i

的指令，不能与指令1重新排序，因此

a

在序列末尾不可能是3

现在，如果你考虑一个线程，上面的话就没什么意义了，但是如果另一个线程在相同的值上运行（假设代码> < /COD>是全局的）：

在这种情况下，您会认为线程2不可能在

b

中获得值3（因为它将在赋值

a=i；

之前或之后获得

a

）。但是，如果对

i

的读写进行了重新排序，则

b

可能会获得值3。在这种情况下，如果程序的正确性取决于

b

不变为3，则必须使

i

可变

---

免责声明：上述示例仅用于理论目的。除非编译器完全疯狂，否则它不会进行可能为变量创建“错误”值的重新排序（即，

a

不能是3，即使

i

不是易变的）。

您提到的措辞与我经常使用的措辞类似。不过，规范中说：

• 对易失性字段的读取称为易失性读取。易失性读取具有“获取语义”；也就是说，在指令序列中，它保证发生在对内存的任何引用之前，而对内存的任何引用发生在它之后
• 对易失性字段的写入称为易失性写入。易失性写入具有“释放语义”；也就是说，它保证在指令序列中写入指令之前的任何内存引用之后发生

但是，我通常使用你在问题中引用的措辞，因为我想把重点放在指令可以移动这一事实上。您引用的措辞和规范是等效的

我将举几个例子。在这些例子中，我将使用一种特殊的符号，它使用↑ 指示释放围栏和安全带的箭头↓ 指示栅栏的箭头。不允许任何其他指令向下浮动超过↑ 箭头或向上经过一个↓ 箭。可以将箭头视为排斥一切远离它的东西

考虑以下代码

static int x = 0;
static int y = 0;

static void Main()
{
  x++
  y++;
}

重写它以显示单独的指令将如下所示

static void Main()
{
  read x into register1
  increment register1
  write register1 into x
  read y into register1
  increment register1
  write register1 into y
}

现在，由于本例中没有内存障碍，只要执行线程感知到的逻辑序列与物理序列一致，C#编译器、JIT编译器或硬件就可以自由地以多种不同的方式对其进行优化。这里有一个这样的优化。请注意，对

x

和

y

的读写是如何交换的

static void Main()
{
  read y into register1
  read x into register2
  increment register1
  increment register2
  write register1 into y
  write register2 into x
}

现在，这次将把这些变量更改为

volatile

。我将使用箭头符号来标记内存障碍。请注意，对

x

和

y

的读写顺序是如何保留的。这是因为指令无法越过我们的障碍（由↓ 及↑ 箭头）。现在，这很重要。请注意，

x

指令的增量和写入仍然允许向下浮动，

y

的读取仍然允许向上浮动。这仍然有效，因为我们使用了半围栏

static volatile int x = 0;
static volatile int y = 0;

static void Main()
{
  read x into register1
  ↓    // volatile read
  read y into register2
  ↓    // volatile read
  increment register1
  increment register2
  ↑    // volatile write
  write register1 into x
  ↑    // volatile write
  write register2 into y
}

这是一个非常微不足道的例子。请看我的答案，这是一个非常重要的例子，说明

volatile

如何在双重检查模式中发挥作用。我使用了我在这里使用的相同的箭头符号，以便于可视化正在发生的事情

现在，我们还可以使用

Thread.MemoryBarrier

方法。它生成一个完整的围栏。因此，如果我们使用箭头符号，我们也可以想象它是如何工作的

考虑这个例子

static int x = 0;
static int y = 0;

static void Main
{
  x++;
  Thread.MemoryBarrier();
  y++;
}

如果我们要像以前一样显示单独的说明，那么看起来是这样的。请注意，现在完全阻止了指令移动。在不影响指令逻辑顺序的情况下，实际上没有其他方法可以执行此操作

static void Main()
{
  read x into register1
  increment register1
  write register1 into x
  ↑    // Thread.MemoryBarrier
  ↓    // Thread.MemoryBarrier
  read y into register1
  increment register1
  write register1 into y
}

好的，再举一个例子。这次让我们使用VB.NET。VB.NET没有

volatile

关键字。那么，我们如何在VB.NET中模拟易失性读取呢？我们将使用

线程.MemoryBarrier

.1

这就是我们的箭头符号

Public Function VolatileRead(ByRef address as Integer) as Integer
  read address into register1
  ↑    // Thread.MemoryBarrier
  ↓    // Thread.MemoryBarrier
  return register1
End Function

需要注意的是，由于我们想要模拟volatile read，因此对

线程的调用。MemoryBarrier

必须放在实际读取之后。不要落入陷阱

Public Function VolatileRead(ByRef address as Integer) as Integer
  Dim local = address
  Thread.MemoryBarrier()
  Return local
End Function

Public Function VolatileRead(ByRef address as Integer) as Integer
  read address into register1
  ↑    // Thread.MemoryBarrier
  ↓    // Thread.MemoryBarrier
  return register1
End Function