Volatile 1 страница

Если объявление_поля включает модификатор volatile, поля, введенные этим объявлением, являются полями c модификатором volatile.

Способы оптимизации, переупорядочивающие инструкции, для полей не-volatile могут привести к непредвиденным и непредсказуемым результатам в многопоточных программах, которые обращаются к полям без синхронизации, такой как предоставляемая оператором_блокировки; (§8.12). Эти оптимизации могут выполняться компилятором, системой поддержки выполнения или оборудованием. Для полей volatile такие переупорядочивающие оптимизации ограничены.

· чтение поля volatile называется чтением volatile. У чтения volatile имеется «семантика захвата», то есть, оно гарантированно выполняется прежде любых обращений к памяти, расположенных после него в последовательности инструкций;

· запись поля volatile называется записью volatile. У записи volatile имеется «семантика освобождения», то есть, оно гарантированно выполняется после всех обращений к памяти, расположенных до инструкции записи в последовательности инструкций.

Эти ограничения приводят к тому, что все потоки будут видеть записи volatile, выполняемые любым другим потоком, в том порядке, в каком они выполнялись. Не требуется соответствующая реализация для обеспечения единого общего упорядочения записей volatile, представляемого для всех потоков выполнения. Поле volatile должно имеет один из следующих типов:

· ссылочный_тип;;

· тип byte, sbyte, short, ushort, int, uint, char, float, bool, System.IntPtr или System.UintPtr;

· перечисляемый_тип, имеющий базовый тип перечисления byte, sbyte, short, ushort, int или uint.

Пример.

using System;
using System.Threading;

class Test
{
public static int result;
public static volatile bool finished;

static void Thread2() {
result = 143;
finished = true;
}

static void Main() {
finished = false;

// Run Thread2() in a new thread
new Thread(new ThreadStart(Thread2)).Start();

// Wait for Thread2 to signal that it has a result by setting
// finished to true.
for (;;) {
if (finished) {
Console.WriteLine("result = {0}", result);
return;
}
}
}
}

Для этого примера выходом является:

result = 143

В этом примере метод Main запускает новый поток, выполняющий метод Thread2. Этот метод сохраняет значение в поле не-volatile с именем result, затем сохраняет true в поле volatile с именем finished. Главный поток ожидает, пока поле finished не будет установлено в true, затем считывает поле result. Так как finished объявлено как volatile, главный поток должен сосчитать значение 143 из поля result. Если бы поле finished не было объявлено как volatile, то сохранение в result могло быть видимым в главном потоке после сохранения в finished, и главный поток мог прочитать значение 0 из поля result. Объявление finished как поля volatile предотвращает такую несогласованность.

10.5.4 Инициализация поля;

Начальным значением поля, как статического, так и поля экземпляра, является значение по умолчанию (§5.2) типа поля. Невозможно видеть значение поля до выполнения этой инициализации по умолчанию, и поэтому поле никогда не бывает «неинициализированным». Пример.

using System;

class Test
{
static bool b;
int i;

static void Main() {
Test t = new Test();
Console.WriteLine("b = {0}, i = {1}", b, t.i);
}
}

В этом примере производятся следующие выходные данные

b = False, i = 0

так как и b, и i автоматически инициализированы значениями по умолчанию.

10.5.5 Инициализаторы переменных

Объявления полей могут включать инициализаторы_переменных;. Для статических полей инициализаторы переменных соответствуют операторам присваивания, выполняемым во время инициализации класса. Для полей экземпляров инициализаторы переменных соответствуют операторам присваивания, выполняемым при создании экземпляра класса.

Пример.

using System;

class Test
{
static double x = Math.Sqrt(2.0);
int i = 100;
string s = "Hello";

static void Main() {
Test a = new Test();
Console.WriteLine("x = {0}, i = {1}, s = {2}", x, a.i, a.s);
}
}

В этом примере производятся следующие выходные данные

x = 1.4142135623731, i = 100, s = Hello

так как присваивание для x происходит при выполнении инициализаторов статического поля, а присваивания для i и s происходят при выполнении инициализаторов поля экземпляра.

Инициализация значения по умолчанию, описанная в §10.5.4, происходит для всех полей, включая поля, имеющие инициализаторы переменных. Таким образом, когда класс инициализируется, все статические поля в этом классе сначала инициализируются своими значениями по умолчанию, а затем выполняются инициализаторы статических полей в текстовом порядке. Аналогично, когда создается экземпляр класса, все поля в этом экземпляре сначала инициализируются своими значениями по умолчанию, а затем выполняются инициализаторы полей экземпляров в текстовом порядке.

Статические поля с инициализаторами переменных можно наблюдать в их состоянии со значениями по умолчанию. Однако такой стиль настоятельно не рекомендуется. Пример.

using System;

class Test
{
static int a = b + 1;
static int b = a + 1;

static void Main() {
Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
}
}

В этом примере показывается такое поведение. Несмотря на циклические определения a и b, программа допустима. Она дает на выходе

a = 1, b = 2

так как статические поля a и b инициализированы значением 0 (значение по умолчанию для int) до выполнения их инициализаторов. Когда выполняется инициализатор для a, значение b равно нулю, так что a инициализируется значением 1. Когда выполняется инициализатор для b, значение a уже равно 1, так что b инициализируется значением 2.

10.5.5.1 Инициализация статического поля

Инициализаторы переменных статических полей класса соответствуют последовательности присваиваний, выполняемых в текстовом порядке, в котором они появляются в объявлении класса. Если в классе существует статический конструктор (§10.12), выполнение инициализаторов статического поля происходит непосредственно перед выполнением этого статического конструктора. Иначе инициализаторы статических полей выполняются в зависящий от реализации момент перед первым использованием статического поля этого класса. Пример:

using System;

class Test
{
static void Main() {
Console.WriteLine("{0} {1}", B.Y, A.X);
}