了解 CLR 2.0 内存模型

Question

Joe Duffy 给出了描述 CLR 2.0+ 内存模型的 6 条规则 （这是实际的实现，而不是任何 ECMA 标准）我正在写下我试图解决这个问题的尝试，主要是作为一种橡皮鸭的方式，但如果我在逻辑上犯了错误，至少这里有人能够抓住在它给我带来悲伤之前。

• 规则 1：负载之间的数据依赖性 并且商店从未受到侵犯。
• 规则 2：所有存储都有发布语义， 即之后没有负载或存储可以移动 一。
• 规则 3：所有易失负载均 获取，即不能加载或存储 移动到一个之前。
• 规则 4：无负载且 商店可能会跨越完整的障碍 （例如Thread.MemoryBarrier、锁 获取、联锁、交换、 Interlocked.CompareExchange 等）。
• 规则 5：加载并存储到堆 可能永远不会被介绍。
• 规则 6： 加载和存储只能被删除 当合并相邻负载时并且 商店往返于同一地点。

我正在尝试理解这些规则。

x = y
y = 0 // Cannot move before the previous line according to Rule 1.

x = y
z = 0
// equates to this sequence of loads and stores before possible re-ordering
load y
store x
load 0
store z

从这个角度来看，负载 0 似乎可以移动到负载 y 之前，但存储可能根本无法重新排序。因此，如果一个线程看到 z == 0，那么它也会看到 x == y。

如果 y 是不稳定的，则负载 0 不能在负载 y 之前移动，否则可以。易失性商店似乎没有任何特殊属性，没有商店可以相互重新排序（这是一个非常有力的保证！）

完整的障碍就像沙子里的一条线，装载和商店不能移动超过。

不知道规则5是什么意思。

我猜规则 6 的意思是，如果您这样做：

x = y
x = z

那么 CLR 可能会同时删除对 y 的加载和对 x 的第一个存储。

x = y
z = y
// equates to this sequence of loads and stores before possible re-ordering
load y
store x
load y
store z
// could be re-ordered like this
load y
load y
store x
store z
// rule 6 applied means this is possible?
load y
store x // but don't pop y from stack (or first duplicate item on top of stack)
store z

如果 y 不稳定怎么办？我在规则中没有看到任何禁止执行上述优化的内容。这并不违反双重检查锁定，因为两个相同条件之间的 lock() 会阻止负载移动到相邻位置，并且根据规则 6，这是唯一可以消除负载的时间。

所以我想我理解除了规则 5 之外的所有内容。任何人都想启发我（或纠正我或为上述任何内容添加一些内容？）

Answer 1

Joe Duffy 在 Windows 上的并发编程 的 pp517-18 上讨论了规则 5：

作为负载可能出现的情况的示例
引入了，考虑这段代码：

MyObject mo = ...;
int f = mo.field;
if (f == 0)
{
    // do something
    Console.WriteLine(f);
}

如果初始之间的时间段
将 mo.field 读入变量 f 并
随后在中使用 f
Console.WriteLine 足够长，
编译器可能会决定它会更多
重读 mo.field 两遍很有效。
...这样做会出现问题，如果
mo 是一个堆对象，线程是
同时写信给mo.field。这
if 块可能包含假设的代码
读入 f 的值仍为 0，并且
read 的引入可能会破坏
这个假设。此外
禁止此操作
变量，.NET 内存模型
禁止对普通变量使用它
也指 GC 堆内存。

我在博客中介绍了一个重要的地方：提高的标准模式一个事件。

EventHandler handler = MyEvent;
if (handler != null)
    handler(this, EventArgs.Empty);

为了防止在单独线程上删除事件处理程序时出现问题，我们读取 MyEvent 的当前值，并且仅在该委托非空时调用事件处理程序。

如果可以引入从堆读取，编译器/JIT 可能会决定再次读取 MyEvent，而不是使用本地，这会引入竞争条件。