Interlocked 類(lèi)是 C# 中用于執(zhí)行原子操作的工具類(lèi)，它提供了一系列靜態(tài)方法，用于在多線程環(huán)境中對(duì)共享變量進(jìn)行原子操作。原子操作是指在多線程環(huán)境中，一個(gè)操作要么完全執(zhí)行，要么完全不執(zhí)行，不會(huì)被其他線程打斷。Interlocked 類(lèi)的方法通常用于對(duì)整數(shù)和長(zhǎng)整數(shù)進(jìn)行原子操作。- Increment: 原子地增加一個(gè)整數(shù)或長(zhǎng)整數(shù)的值。
- Decrement: 原子地減少一個(gè)整數(shù)或長(zhǎng)整數(shù)的值。
int value = 0;Interlocked.Increment(ref value); // value 現(xiàn)在是 1Interlocked.Decrement(ref value); // value 現(xiàn)在是 0
Add: 原子地增加一個(gè)整數(shù)或長(zhǎng)整數(shù)的值。int value = 10;Interlocked.Add(ref value, 5);
Exchange: 原子地交換兩個(gè)變量的值。int value = 10;int newValue = 20;int oldValue = Interlocked.Exchange(ref value, newValue);
CompareExchange: 原子地比較并交換兩個(gè)值。如果當(dāng)前值與比較值相等，則將新值賦給當(dāng)前值。int value = 10;int comparand = 10;int newValue = 20;int oldValue = Interlocked.CompareExchange(ref value, newValue, comparand);
Interlocked 類(lèi)通常用于以下場(chǎng)景：
- 計(jì)數(shù)器: 在多線程環(huán)境中，使用 Increment 和 Decrement 方法來(lái)原子地增加或減少計(jì)數(shù)器的值。
- 標(biāo)志位: 使用 Exchange 或 CompareExchange 方法來(lái)原子地設(shè)置或清除標(biāo)志位。
- 無(wú)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu): 在實(shí)現(xiàn)無(wú)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如無(wú)鎖隊(duì)列、無(wú)鎖棧等）時(shí)，使用 Interlocked 類(lèi)的方法來(lái)確保操作的原子性。
以下是一個(gè)使用 Interlocked 類(lèi)的示例代碼，展示了如何在多線程環(huán)境中安全地增加一個(gè)計(jì)數(shù)器的值：using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;
class Program{ private static int _counter = 0;
static void Main(string[] args) { Task[] tasks = new Task[10]; for (int i = 0; i < tasks.Length; i++) { tasks[i] = Task.Run(() => IncrementCounter()); }
Task.WaitAll(tasks); Console.WriteLine($"Final counter value: {_counter}"); }
static void IncrementCounter() { for (int i = 0; i < 1000; i++) { Interlocked.Increment(ref _counter); } }}
在這個(gè)示例中，我們創(chuàng)建了 10 個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都會(huì)調(diào)用 IncrementCounter 方法來(lái)增加 _counter 的值。由于使用了 Interlocked.Increment 方法，_counter 的增加操作是原子的，因此最終輸出的 _counter 值將是 10000。
- 性能: Interlocked 類(lèi)的方法通常比使用 lock 語(yǔ)句更高效，因?yàn)樗鼈儾恍枰M(jìn)入內(nèi)核模式，也不需要進(jìn)行上下文切換。
- 適用范圍: Interlocked 類(lèi)的方法僅適用于對(duì)整數(shù)和長(zhǎng)整數(shù)進(jìn)行原子操作。對(duì)于更復(fù)雜的操作，可能需要使用 lock 語(yǔ)句或其他同步機(jī)制。
Interlocked 類(lèi)是 C# 中用于執(zhí)行原子操作的重要工具，特別適用于多線程環(huán)境中的計(jì)數(shù)器、標(biāo)志位和無(wú)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等場(chǎng)景。通過(guò)使用 Interlocked 類(lèi)的方法，可以確保在多線程環(huán)境中對(duì)共享變量的操作是原子的，從而避免競(jìng)態(tài)條件和數(shù)據(jù)不一致的問(wèn)題。
該文章在 2025/2/17 12:21:55 編輯過(guò)
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