浅议“全局变量”、“多线程”和“编译器陷阱”

今天偶然看到一段代码,也看到了作者对此的说明,觉得很有意思:

public event EventHandler Started;

protected virtual void OnStarted(EventArgs e)
{
    EventHandler handler = Started;
 if (handler != null)
    {
        handler(null, e);
    }
} 

为什么要申明一个全局的事件变量 Started?一开始我也觉得很多余,后来听作者说这段代码可以用到多线程中,有可能正在判断事件变量Started的时候,它有可能被另外的一个线程给改变了,这里引入一个局部变量 handler,可以保留Started之前的对象引用,确保后面的事件能够得到正确的处理。

那么我们是否可以按照这个风格写下面类似的代码呢?

public object MyObject;

public  void OnFunction()
{
 object obj= MyObject;
 if (obj!= null)
    {
 //在这里对obj进行其它处理
    }
}

上面这段代码在一般情况下没有问题,在多线程下面也工作良好,但如果你启用了编译器优化,很不幸,这段代码被优化成了下面的样子:

public object MyObject;

public  void OnFunction()
{
  if (MyObject!= null)
    {
 //在这里对MyObject进行其它处理
    }
}

也就是说,MyObject 对象引用的代码被inline(内联)了,取消了局部变量object obj的定义,减少了对象数量和创建过程,有助于提高效率,如果这段代码被用于多线程中,噩梦很可能就来了,你不知道是谁修改了MyObject的值,这就是“编译器陷阱”!

类似的代码,为什么上面EventHandler Started 在多线程下工作的很好,而object MyObject 却不可以?原来,这其中有玄机,在.NET平台中,它采用了不同的优化策略,参加原博文中的说法:

如果我说,这样的代码明显是会被编译器优化掉的,因此这样写完全没有意义,怎样呢?毕竟EventHandler作为一个委托,并没有用volatile关键字声明(事实上事件不能声明为volatile,但可以在这里用Thread.VolatileRead(ref object)方法),使用时也没有用Interlocked来访问。我其实真没有想到那么远,不过CLR Via C#上给出了解释(记不得是哪一章了):JIT的编译器在这里会识别出这个写法并且确保不会把handler变量优化掉。真是万幸,但估计又成为了一个被学院派的诟病的特性。

参考原文地址: 再说说C#定义事件的写法

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