C# event线程安全
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King
突然想到有关C#中使用event特性时关于线程安全的问题,以前虽然有遵从“复制引用+null判断”的模式(盲目地),但没有深入了解和思考。
为之查询了资料和实验,对此有了进一步的理解。
一般event使用模式
定义(field-like event):
public event EventHandler Done;
知识兔类内raise:
protected void OnDone()
{
var done = Done;
if (done != null)
{
done(this, new EventArgs());
}
}
知识兔 不禁要问,为何要复制引用?多线程下表现如何?
关于C#3.0和C#4.0中编译器对event实现的整理
为了解决上面哪些疑惑,我查了一些资料,其中有来自当时C#编译器开发组成员的一篇博文 Field-like Events Considered Harmful。
这篇博文介绍了C#3.0中编译器对于field-like event(也是最常见的使用方式)的实现。
对于如此的代码,
class EventInCS3
{
public event EventHandler Done;
}
知识兔编译器会将其转换成:
class EventInCS3
{
private EventHandler __Done; // 1
public event EventHandler Done
{
add
{
lock (this) // 2
{
__Done = __Done + value; // 3
}
}
remove
{
lock (this) { __Done = __Done - value; }
}
}
}
知识兔 有以下几点值得注意(同注释编号):
1.event下隐藏的真正delegate链。实际上我们使用的是子类MulticastDelegate(可以参考 开源的coreclr实现)。
3.正如+、-操作符对于string类型是起字符串组合作用,其对于delegate类型也同样是起到两条链的组合作用(参考 MSDN),实际上是调用了Delegate.Combine和Delegate.Remove。同时也引入了经典的线程问题(修改丢失)。
2.为了解决多线程问题,使用了lock。
(就先不管这个lock(this)了。当然上面提到的 博文 里提到了,编译器并不是通过lock,继而通过Monitor的静态方法来同步,而是通过IL即MethodImplAttribute(MethodImplOptions.Synchronized)实现。这些都是C#本身不推荐的方法。)
而在C#4.0中,同步的实现有了变化,同样参见同一作者两年后的 这一篇博文。
编译器默认的add、remove实现,改为使用compare and swap来实现lock-free同步。值得注意的是,delegate是不可更改的类型,即+=、-=之后,会指向一个新的对象,而不再是原对象(类似string)。
通过IL查看程序集里生成的add_Done、remove_Done,可以发现端倪,大致会生成如下的代码:
static void add_Done(EventHandler value)
{
EventHandler V_0 = __Done;
EventHandler V_1, V_2;
do
{
V_1 = V_0;
V_2 = (EventHandler)Delegate.Combine(V_1, value);
V_0 = Interlocked.CompareExchange<EventHandler>(ref __Done, V_2, V_1);
} while (V_0 != V_1);
}
知识兔