C#对象类型-赋值的原子性

Question

快速问答。在赋值原子下面：

object [] table = new object[10]
...
table[3] = 10; //is it atomic ?
...

Answer 1

我假设OP在谈论原子性时意味着‘线程安全’。

只有当另一个线程可以读取部分写入值时，写操作才不是原子操作。

如果object [] table是方法的本地对象，那么每个线程都会得到自己的表，因此表上的任何操作都是原子的。

接下来，我假设table是跨线程共享的。

OP将表定义为object的数组。因此，table[3] = 10涉及装箱。

尽管table[3] = 10表示一个指令链，但这个操作是原子的，因为它最终将写入盒式实例的“地址”(当前的CLR实现确实表示使用内存地址的对象引用)，并且地址具有机器的自然字长(即32位机器上的32位和64位机器上的64位)。请注意，即使上面的解释是基于当前的CLR实现，原子性的参考写作是保证的规格。装箱操作和装箱实例本身都是线程的本地操作，因此其他线程不可能对此进行干预。根据同样的推理，即使正在编写的值超过单词大小(例如Decimal)，操作也应该是原子的(由于装箱)。这里必须注意的是，只有在已以线程安全的方式获得正在写入的值时，上述参数才有效。

如果不涉及装箱，那么word size的通常规则是原子保存(或由于内存对齐而小于单词大小)。

Answer 2

是的，赋值是原子的，因为对象是引用类型。

正如下面所提到的，来自MSDN写的引用是原子的，对于大多数(不是所有) buil-in值类型(下面提到)和引用类型。CLI保证读取和写入值类型的变量(即处理器的自然指针大小的大小(或更小))是原子的；如果您在64位操作系统上运行C#代码，则在64位版本的CLR中读写64位双倍和长整数也保证是原子的。C#语言并不保证这一点，但运行时规范保证了这一点。

MSDN怎么说

以下数据类型的读和写都是原子的: bool、char、字节、s字节、short、ushort、uint、int、float和reference类型。此外，前面列表中具有基础类型的枚举类型的读和写也是原子的。其他类型的读和写，包括long、ulong、double和十进制，以及用户定义的类型，都不能保证是原子的。除了为此目的设计的库函数之外，没有任何原子读-修改-写入的保证，例如在增量或减少的情况下。

一个非常详细的答案，除了埃里克自己，可以看到here。

Answer 3

我严重怀疑整个术语table[3] = 10;是原子的。虽然对某些数据类型的单个读或写是原子数组访问，但很可能不是。

您的示例的IL代码是

IL_0001:  ldc.i4.s    0A 
IL_0003:  newarr      System.Object
IL_0008:  stloc.0     // table
IL_0009:  ldloc.0     // table
IL_000A:  ldc.i4.3    
IL_000B:  ldc.i4.s    0A 
IL_000D:  box         System.Int32
IL_0012:  stelem.ref

您可以看到索引是在IL_000A加载的，然后在IL_000D处对int进行装箱，最后将装箱值存储在IL_0012。

这些指令的每个独立部分可能是原子的，但这并不意味着构成table[3] = 10;的指令链是原子的。