.Net 相当于 x86 ASM 命令 XADD

Question

.Net 中是否有与 XADD 命令等效的命令？毕竟，这是锁定/检查关键部分锁或确保多线程环境中准确增量的最有效方法。

我查看了 IL 操作码，但找不到等效的操作码。

Answer 1

获取锁不仅仅是简单的 CPU 指令。试图获得它而得不到它的成本非常高。据记录，机器指令数量在 2000 到 10,000 条之间。线程上下文的较高数量切换到另一个进程中的线程，这需要重新加载虚拟内存页转换表。

在多核 CPU 上有意义的一个非常常见的策略是自旋等待。代码进入紧密循环，大量消耗 CPU 周期，试图获取锁。从技术上讲，它在这个循环中花费的确切时间是一个可调项，但在实践中没有太大区别。

不管怎样，这是 CLR 和编译器的工作，就是隐藏实现细节。执行此操作的一个核心类是 Monitor 类。例如，当您在 C# 中使用 lock 语句时，编译器会自动将其转换为 Monitor.Enter 调用，自动生成 try 和 finally 块，finally 块执行 Leave() 方法。

这些方法的实现是在 CLR 中。那里有相当好的代码块，它所做的另一件事是处理“公平性”。这确保了线程不会在尝试获取锁时挨饿。该代码是用 C++ 编写的，与原始 CPU 指令相差甚远。它最终归结为实现实际锁的实际代码。是的，这是用汇编语言编写的，至少在 CLR 的共享源版本中是这样。该代码位于 PAL（平台适配器层）中，其 x86 版本如下所示：

FASTCALL_FUNC CompareExchangeMP,12
        _ASSERT_ALIGNED_4_X86 ecx
        mov     eax, [esp+4]    ; Comparand
  lock  cmpxchg [ecx], edx
        retn    4               ; result in EAX
FASTCALL_ENDFUNC CompareExchangeMP

带有 lock 前缀的 cmpxchng CPU 指令是实现锁的典型指令。不过，您的 xadd 也被覆盖，用于 Interlocked.Add：

FASTCALL_FUNC ExchangeAddUP,8
        _ASSERT_ALIGNED_4_X86 ecx
        xadd    [ecx], edx      ; Add Value to Target
        mov     eax, edx
        retn
FASTCALL_ENDFUNC ExchangeAddUP

但这通常不用于锁。如果您想亲自查看，请下载 SSCLI20 源代码并查看 clr\src\wm\i386\asmhelpers.asm。这是否真的用在当前发布的 CLR 版本中是一个悬而未决的问题。这是非常核心的，所以有点可能。 Monitor 方法的实现位于 clr\vm\syncblk.cpp 的 AwareLock 类中。我很确定它的 SSCLI20 版本不是你的机器上运行的，他们一直在修改“公平”算法。

Answer 2

.NET 中最接近的等效项是使用 Interlocked 类< /a>.例如，您可以使用 Interlocked.Add 来安全、准确多线程环境中的增量。

Answer 3

查看 Interlocked 类，特别注意 互锁。添加。以下是其在 IL 中的用法示例。

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
    .entrypoint
    .maxstack 2
    .locals init (
        [0] int32 a,
        [1] int32 b)
    L_0000: ldc.i4.5 
    L_0001: stloc.0 
    L_0002: ldc.i4.7 
    L_0003: stloc.1 
    L_0004: ldloca.s a
    L_0006: ldloc.1 
    L_0007: call int32 [mscorlib]System.Threading.Interlocked::Add(int32&, int32)
    L_000c: pop 
    L_000d: ret 
}