如果 volatile 引用在线程加载引用和对其调用函数之间发生了变化，旧的 object 是否可以被垃圾收集？

Question

我有两个线程执行下面的代码：

static volatile Something foo;

void update() {
    newFoo = new Something();
    foo = newFoo;
}

void invoke() {
    foo.Bar();
}

线程 A 执行 update，线程 B 执行 invoke。这两个线程的时间安排使得 invoke 加载 foo 的地址，update 覆盖 foo，然后垃圾 collection 发生在 Bar 之前召入。

垃圾 collection 是否可能收集 foo 引用的旧 object，导致 Bar 在已收集的某些内存上被调用？

请注意，这个问题主要是出于好奇。我也对更好的标题持开放态度。

Answer 1

The two threads have timing such that invoke loads the address of foo, update overwrites foo.

因为您的静态字段被标记为 volatile，运行时保证对给定字段的任何更改都将立即更新，并且使用它的任何线程都将具有最外层的更新值。因此目前的场景是不可能的。

如果该字段不是 volatile，那么 foo 将持有对先前值的引用，使 GC 无法收集它，因此 Bar() 将在旧引用上调用，而不是在 "some memory that might be collected" 上调用。 .NET中的内存管理就是为了处理这种情况，所以不会执行一些任意的不安全内存地址。

Answer 2

不，它不会在 "collected memory" 上调用。 Bar() 方法在旧对象或新创建的对象上调用。这取决于它们中的哪一个首先加载到堆栈中。（我不认为堆栈是垃圾回收的）

反编译后的代码很清楚：

.method private hidebysig static 
    void update () cil managed 
{
    // Method begins at RVA 0x2170
    // Code size 16 (0x10)
    .maxstack 1
    .locals init (
        [0] class ConsoleApplication1.Something newFoo
    )

    IL_0000: nop
    IL_0001: newobj instance void ConsoleApplication1.Something::.ctor()
    IL_0006: stloc.0
    IL_0007: ldloc.0
    IL_0008: volatile.
    IL_000a: stsfld class ConsoleApplication1.Something modreq([mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.IsVolatile)  ConsoleApplication1.Program::foo
    IL_000f: ret
} // end of method Program::update


.method private hidebysig static 
    void invoke () cil managed 
{
    // Method begins at RVA 0x218c
    // Code size 15 (0xf)
    .maxstack 8

    IL_0000: nop
    IL_0001: volatile.
    IL_0003: ldsfld class ConsoleApplication1.Something modreq([mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.IsVolatile)  ConsoleApplication1.Program::foo
    IL_0008: callvirt instance class ConsoleApplication1.Something ConsoleApplication1.Something::Bar()
    IL_000d: pop
    IL_000e: ret
} // end of method Program::invoke

stsfld - 用计算堆栈中的值替换静态字段的值。

ldsfld - 将静态字段的值推送到计算堆栈上。

callvirt - 在对象上调用后期绑定方法，将 return 值推入计算堆栈。

Answer 3

这有两点：

GC在进行回收时，从所谓的"roots"开始判断是否引用了一个对象实例。根可以是存储在堆栈上的局部变量，甚至可以是保存对象引用的寄存器。当您的代码调用 Bar() 时，代码可能会将实例地址加载到寄存器中（几年前是 ECX，我现在不确定）。它将作为 "this" 传递给方法。如果发生垃圾回收，ECX 将被视为根，实例将不会被标记为垃圾。
GC 不会随机发生。在 GC 发生之前，线程会在指定的 "safe points" 处停止，因此程序将处于良好且一致的垃圾收集状态。它有助于避免您描述的情况。

Answer 4

垃圾收集器将暂停所有运行线程的状态足够长的时间，以解决围绕由此产生的任何内存访问的任何竞争条件。无论静态变量 foo 是否易变，垃圾收集器都会知道可能调用 Bar 的任何对象的身份，并将确保任何此类对象对象将继续存在只要有任何执行路径，通过它可以访问任何正常或 "hidden" 字段，通过它可以对其执行 KeepAlive 调用，或者通过它可以对它进行引用比较另一个参考。

系统可能在某些情况下调用 Finalize 一个对象，同时存在对它的可观察引用，但系统保持绝对不变，即 GC 知道所有可以使用的引用通过上述方式的任何执行路径；只要任何此类引用存在，对象就保证存在。

Answer 5

The two threads have timing such that invoke loads the address of foo,

仅此一项就可以为您提供答案。当 foo 的旧值在堆栈上时（准备调用 .Bar()），它被认为是根引用。它将成为（已经是） Bar 内的 this 引用，并且可以在不再需要时立即收集该实例。那可能是在 Bar() 的执行期间。

内存安全在这里永远不会受到威胁。

如果 volatile 引用在线程加载引用和对其调用函数之间发生了变化，旧的 object 是否可以被垃圾收集？

If a volatile reference has changed between a thread loading the reference and calling a function on it, can the old object be garbage collected?

c#

concurrency

garbage-collection