强制一个 .NET，多线程易失性优化错误

Question

我正在尝试通过 C# 重现 CLR 中描述的错误。当使用优化编译以下代码时，s_stopWorker 变量仅被检查一次（并且是 false），因此应用程序永远不会终止。

private static bool s_stopWorker;

public static void Main()
{
    Console.WriteLine("Main: letting worker run for 5 seconds");
    var t = new Thread(Worker);
    t.Start();
    Thread.Sleep(5000);
    s_stopWorker = true;
    Console.WriteLine("Main: waiting for worker to stop");
    t.Join();
}

private static void Worker(object o)
{
    var x = 0;
    while (!s_stopWorker) x++;
    Console.WriteLine("Worker: stopped when x={0}", x);
}

这确实是正在发生的事情（在 x86 和 x64 上，与本书相反）。

如果我在 while 中放置一个 Console.Write 然后优化就不会再发生了。

private static bool s_stopWorker;

public static void Main()
{
    Console.WriteLine("Main: letting worker run for 5 seconds");
    var t = new Thread(Worker);
    t.Start();
    Thread.Sleep(5000);
    s_stopWorker = true;
    Console.WriteLine("Main: waiting for worker to stop");
    t.Join();
}

private static void Worker(object o)
{
    var x = 0;
    while (!s_stopWorker)
    {
        Console.Write(string.Empty);  // <-- Added line
        x++;
    }
    Console.WriteLine("Worker: stopped when x={0}", x);
}

现在错误已经消失，应用程序退出就像没有发生优化一样。

Main: letting worker run for 5 seconds
Main: waiting for worker to stop
Worker: stopped when x=130084144

为什么添加 Console.Write 可以修复此错误？

Answer 1

Console.Write 中的代码可以更改静态字段的值。它不知道，但 JIT 不知道。因此它必须生成代码以在每次迭代时加载静态字段。

您可以通过调用未设置内联标志的空方法来实现相同的效果。这是 JIT 的黑匣子。

JIT 可以 分析所有可能被传递调用的代码并得出结论，静态字段不会改变。但这在JIT中并没有实现。