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聊聊Interlocked.CompareExchange吧？

Interlocked.CompareExchange這玩意用法被講的很爛了，為何再次被提及，主要看了下官網(wǎng)對(duì)其使用描述可能對(duì)于部分童鞋來(lái)講具備一定迷惑性，需我們進(jìn)一步消化下，話不多講，我們來(lái)看看吧~~~

我們提供的服務(wù)有：網(wǎng)站制作、網(wǎng)站建設(shè)、微信公眾號(hào)開發(fā)、網(wǎng)站優(yōu)化、網(wǎng)站認(rèn)證、萊蕪ssl等。為成百上千企事業(yè)單位解決了網(wǎng)站和推廣的問題。提供周到的售前咨詢和貼心的售后服務(wù)，是有科學(xué)管理、有技術(shù)的萊蕪網(wǎng)站制作公司

淺談如標(biāo)題

關(guān)于啥時(shí)候用此語(yǔ)法，這.....此處省略若干字，上代碼

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var location = 1; 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. var value = 3; 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. var compared = 1; 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7. Interlocked.CompareExchange(ref location, value, compared); 
    8.

若原始值(location)與比較值(compared)一致，則將當(dāng)前值(value)替換原始值。如圖上述，此時(shí)原始值將為3，毫無(wú)疑問，我們很清楚這是基本用法

問題來(lái)了，該語(yǔ)法既可比較基本類型也可比較引用對(duì)象

當(dāng)比較對(duì)象時(shí)，官方還特此備注注意：

比較對(duì)象的引用相等性，而不是值相等性。結(jié)果，兩個(gè)具有相同值類型(例如，整數(shù)3)的裝箱實(shí)例始終看起來(lái)不相等，并且不執(zhí)行任何操作。不要將此重載用于值類型。

初次看，稍不注意的迷惑性來(lái)了，解釋如下截圖

從描述上看，一部分童鞋是不是會(huì)認(rèn)為，原始值為空，則會(huì)引發(fā)空引用異常，如下代碼

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. object o1 = null; 
    2. 
  
  
  
  
  2.  
    3. 
  
  
  
  
  3. object o2 = null; 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5. Interlocked.CompareExchange(ref o1, o2, null); 
    6.

運(yùn)行上述代碼將不會(huì)拋出空引用異常，這是為何?難道官方解釋有誤，接下來(lái)我們深入探討下

深談如標(biāo)題

若對(duì)C語(yǔ)言有所了解，則不會(huì)存在疑惑，官方解釋為空指針(不是空)，而我們代碼是空引用，二者不可同日而語(yǔ)

C#中對(duì)于引用類型，定義現(xiàn)有的變量必將存在引用，所以在C#中不可能存在空引用，所以我們是不是可以認(rèn)為必然不會(huì)存在拋出空引用異常

官方解釋為空指針和null其實(shí)并不是同一個(gè)概念，如此一解釋，極易引起概念混淆，還不如去掉，顯得有點(diǎn)多余

再想想，也不是那么絕對(duì)，個(gè)人以為，至少在托管情況下理論上應(yīng)該不會(huì)拋出任何異常，非托管情況下可能沒有保證，或者通過IL操作底層，也會(huì)觸發(fā)上述空引用異常

綜上個(gè)人理解，官方解釋談不上迷惑性，只是好像有點(diǎn)會(huì)引起概念混淆，讓部分童鞋以為不能傳遞空，希望沒將各位繞暈圖片

那么我們?cè)谀男﹫?chǎng)景下會(huì)用到上述原始值為空的情況呢?比如確保對(duì)象初始化，如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public class Order 
    2. 
  
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  
  3.     public Address Address 
    4. 
  
  
  
  
  4.     { 
    5. 
  
  
  
  
  5.         get 
    6. 
  
  
  
  
  6.         { 
    7. 
  
  
  
  
  7.             return CreateAddress(); 
    8. 
  
  
  
  
  8.         } 
    9. 
  
  
  
  
  9.     } 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11.    private Address CreateAddress() => new Address(); 
    12. 
  
  
  
  
  12. } 
    13. 
  
  
  
  
  13.  
    14. 
  
  
  
  
  14. public class Address 
    15. 
  
  
  
  
  15. { 
    16. 
  
  
  
  
  16. } 
    17.

當(dāng)我們?cè)贠rder內(nèi)部使用Address時(shí)，確保其實(shí)例已完全初始化，如下：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. static Address EnsureAddressInitialized() 
    2. 
  
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  
  3.     var order = new Order(); 
    4. 
  
  
  
  
  4.  
    5. 
  
  
  
  
  5.     Func func = f => f.Address; 
    6. 
  
  
  
  
  6.  
    7. 
  
  
  
  
  7.     Address target = null; 
    8. 
  
  
  
  
  8.  
    9. 
  
  
  
  
  9.     var result = Interlocked.CompareExchange(ref target, func(order), null); 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11.     Console.WriteLine(result == null); 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13.     Console.WriteLine(target); 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15.     return target!; 
    16. 
  
  
  
  
  16. } 
    17.

上述方法返回對(duì)象實(shí)例時(shí)，我們使用C# 8.0語(yǔ)法表明對(duì)象實(shí)例絕不可能為空

該語(yǔ)法有返回值，那打印結(jié)果是否和替換后的原始值一樣呢?不是，除了替換原始值外，針對(duì)所有情況，返回值都是最初原始值即舊值。

據(jù)我所知，該語(yǔ)法底層直接操作CPU處理器指令，當(dāng)然也是原子性操作，即便是操作系統(tǒng)也無(wú)法執(zhí)行中斷操作，線程可以在指令執(zhí)行之前被搶占，但在指令執(zhí)行期間不會(huì)被搶占，換言之，絕不會(huì)出現(xiàn)，當(dāng)原始值和比較值比較相等時(shí)，而另一線程指令更改原始值的情況

基于上述理論，所以才有了網(wǎng)上大多數(shù)通過循環(huán)方式對(duì)其返回結(jié)果賦最新原始值實(shí)現(xiàn)并發(fā)無(wú)鎖修改操作

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public static Address EnsureAddressInitialized( 
    2. 
  
  
  
  
  2.   ref Address target, 
    3. 
  
  
  
  
  3.   Order order, Func func) 
    4. 
  
  
  
  
  4.  { 
    5. 
  
  
  
  
  5.       if (target != null) 
    6. 
  
  
  
  
  6.       { 
    7. 
  
  
  
  
  7.         return target; 
    8. 
  
  
  
  
  8.       } 
    9. 
  
  
  
  
  9.  
    10. 
  
  
  
  
  10.       while (Interlocked.CompareExchange(ref target, func(order), null) == null) 
    11. 
  
  
  
  
  11.       { 
    12. 
  
  
  
  
  12.         break; 
    13. 
  
  
  
  
  13.       } 
    14. 
  
  
  
  
  14.  
    15. 
  
  
  
  
  15.       return target; 
    16. 
  
  
  
  
  16.  } 
    17.

為避免上述沒必要的循環(huán)操作，同時(shí)也為避開CPU緩存，我們進(jìn)一步進(jìn)行代碼優(yōu)化，通過使用Volatile關(guān)鍵字獲取內(nèi)存最新存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，最終演變成如下這般

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public static Address EnsureAddressInitialized( 
    2. 
  
  
  
  
  2.             ref Address target, 
    3. 
  
  
  
  
  3.             Order order, Func func) 
    4. 
  
  
  
  
  4. { 
    5. 
  
  
  
  
  5.     var tmp = Volatile.Read(ref target); 
    6. 
  
  
  
  
  6.     if (tmp != null) 
    7. 
  
  
  
  
  7.     { 
    8. 
  
  
  
  
  8.       return tmp; 
    9. 
  
  
  
  
  9.     } 
    10. 
  
  
  
  
  10.  
    11. 
  
  
  
  
  11.     Interlocked.CompareExchange(ref target, func(order), null); 
    12. 
  
  
  
  
  12.  
    13. 
  
  
  
  
  13.     return target!; 
    14. 
  
  
  
  
  14. } 
    15.

概念的混淆可能會(huì)存在使用上的疑惑，同時(shí)我們基于理論逐步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)并發(fā)無(wú)鎖修改操作


當(dāng)前標(biāo)題：聊聊Interlocked.CompareExchange吧？
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