.NET 3.5SP1 64位内存模型与32位内存模型

据我所知，32位机器上的.NET内存模型保证32位字的写入和读取是原子操作，但不是在64位字上提供此保证。我已经编写了一个快速工具来在Windows XP 32位操作系统上演示这种效果，并获得与该内存模型描述一致的结果。.NET 3.5SP1 64位内存模型与32位内存模型

但是，我采用了这个相同的工具的可执行文件，并在Windows 7 Enterprise 64位操作系统上运行它，结果却截然不同。这两台机器都是相同的规格，只是安装了不同的操作系统。我预计.NET内存模型可以保证在64位操作系统上写入和读取32位和64位字都是原子的。我发现结果完全违背了这两个假设。在这个操作系统上，32位的读写操作没有被证明是原子的。

有人可以向我解释为什么这在64位操作系统上失败吗？

工具代码：

using System; 
using System.Threading; 

namespace ConsoleApplication1 
{ 
    class Program 
    { 
     static void Main(string[] args) 
     { 
      var th = new Thread(new ThreadStart(RunThread)); 
      var th2 = new Thread(new ThreadStart(RunThread)); 
      int lastRecordedInt = 0; 
      long lastRecordedLong = 0L; 
      th.Start(); 
      th2.Start(); 
      while (!done) 
      { 
       int newIntValue = intValue; 
       long newLongValue = longValue; 
       if (lastRecordedInt > newIntValue) Console.WriteLine("BING(int)! {0} > {1}, {2}", lastRecordedInt, newIntValue, (lastRecordedInt - newIntValue)); 
       if (lastRecordedLong > newLongValue) Console.WriteLine("BING(long)! {0} > {1}, {2}", lastRecordedLong, newLongValue, (lastRecordedLong - newLongValue)); 
       lastRecordedInt = newIntValue; 
       lastRecordedLong = newLongValue; 
      } 
      th.Join(); 
      th2.Join(); 
      Console.WriteLine("{0} =? {2}, {1} =? {3}", intValue, longValue, Int32.MaxValue/2, (long)Int32.MaxValue + (Int32.MaxValue/2)); 
     } 

     private static long longValue = Int32.MaxValue; 
     private static int intValue; 
     private static bool done = false; 

     static void RunThread() 
     { 
      for (int i = 0; i < Int32.MaxValue/4; ++i) 
      { 
       ++longValue; 
       ++intValue; 
      } 
      done = true; 
     } 
    } 
}

结果在Windows XP 32位：

Windows XP 32-bit 
Intel Core2 Duo P8700 @ 2.53GHz 
BING(long)! 2161093208 > 2161092246, 962 
BING(long)! 2162448397 > 2161273312, 1175085 
BING(long)! 2270110050 > 2270109040, 1010 
BING(long)! 2270115061 > 2270110059, 5002 
BING(long)! 2558052223 > 2557528157, 524066 
BING(long)! 2571660540 > 2571659563, 977 
BING(long)! 2646433569 > 2646432557, 1012 
BING(long)! 2660841714 > 2660840732, 982 
BING(long)! 2661795522 > 2660841715, 953807 
BING(long)! 2712855281 > 2712854239, 1042 
BING(long)! 2737627472 > 2735210929, 2416543 
1025780885 =? 1073741823, 3168207035 =? 3221225470

通知BING（INT）如何不会被写入，并证明了32位读/写操作上原子这个32位操作系统。

结果在Windows 7企业版64位：

Windows 7 Enterprise 64-bit 
Intel Core2 Duo P8700 @ 2.53GHz 
BING(long)! 2208482159 > 2208121217, 360942 
BING(int)! 280292777 > 279704627, 588150 
BING(int)! 308158865 > 308131694, 27171 
BING(long)! 2549116628 > 2548884894, 231734 
BING(int)! 534815527 > 534708027, 107500 
BING(int)! 545113548 > 544270063, 843485 
BING(long)! 2710030799 > 2709941968, 88831 
BING(int)! 668662394 > 667539649, 1122745 
1006355562 =? 1073741823, 3154727581 =? 3221225470

注意，BING（长）和Bing（INT）都显示出来！为什么32位操作失败，更不用说64位操作了？

来源

2010-06-07 James Dunne

是否有可能编辑您的问题以使用工具栏上的“代码示例”格式？这是难以置信的难以阅读.. – JBRWilkinson 2010-06-07 16:57:04

我已经格式正确，但与TAB字符最初，而不是空间和预览看起来不错。当我发现发布完全失败时，我感到震惊。我现在修好了。 – 2010-06-07 16:58:59

我已经修好了：D – Femaref 2010-06-07 16:59:38

在你的线程回调你正在做的远不止简单地写或读：

++longValue; 
++intValue;

做读取和写入不能保证是原子。使用Interlocked.Increment确保此操作的原子性。

来源

2010-06-07 17:00:45

我不希望这些行显式原子化。我希望写操作能够被内存模型保证为原子。这就是我想要展示的。很明显，我应该使用Interlocked.Increment（ref intValue或longValue），但这会挫败演示的目的。 – 2010-06-07 17:03:36

如Darin所说，写入操作是原子操作，它的读写操作不是。因此，如果读取线程1中的值5，则将其增加到6，因为它不是原子线程2可能在此期间读取值5，并已将其增加到6或更多。因此，线程1将该值重置为以前的值，解释您所看到的行为。 – 2010-06-07 17:14:46

@Julien是的，但在Console.WriteLine主线程中进行测试的情况是，最后记录的值永远不会大于最新的值。你能解释一下所看到的价值观的巨大差异吗？这是输出行中的最后一个值。它没有一两个关闭，大约有1,000或100,000个数量级，表明正在进行一些严重的剪切。 – 2010-06-07 17:22:53

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