¿Es double read atomic en una arquitectura Intel?

Mi colega y yo estamos teniendo un argumento sobre la atomicidad de leer un doble en una arquitectura Intel usando C#. NET 4.0.

Intel garantiza que los dobles de 8 bytes son atómicos al leer y escribir cuando se alinean con un límite de 8 bytes.

C# no garantiza que un doble esté alineado con un límite de 8 bytes.

Él está argumentando que debemos usar el método Interlocked.Exchange para escribir en un doble, pero solo leyendo el doble valor (en algún otro hilo) está garantizado para ser atómico.

Su colega no está pensando esto cuidadosamente. Las operaciones con enclavamiento solo son atómicas con respecto a otras operaciones con enclavamiento. No tiene ningún sentido usar operaciones entrelazadas algunas del tiempo; esto es como decir que el tráfico que pasa por la intersección hacia el norte no tiene que obedecer el semáforo porque el tráfico que pasa por la intersección hacia el oeste obedece el semáforo. Todo el mundo tiene que obedecer las luces para evitar colisiones; no se puede hacer solo la mitad.

Mi argumento es que.NET no garantiza esta atomicidad, pero su argumento es que en una arquitectura Intel esto está garantizado (tal vez no en AMD, SPARC, etc.).

Mira, supongamos que ese argumento fuera correcto, que no lo es. ¿Es la conclusión que se supone que debemos llegar aquí es que los varios nanosegundos que se guardan al hacerlo mal son de alguna manera vale la pena el riesgo? Olvídate del entrelazado. Tome un bloqueo completo cada vez. La única vez que no debe tener un bloqueo completo al compartir memoria entre hilos es cuando tiene un problema de rendimiento demostrado que en realidad se debe a la sobrecarga de doce nanosegundos del bloqueo. Eso es cuando una penalización de doce nanosegundos es la cosa más lenta en su programa y eso sigue siendo inaceptable, ese es el día en que debe considerar usar una solución de bloqueo bajo. Es el ¿la cosa más lenta en su programa toma una cerradura no disputada de 12 nanosegundos? ¿No? Entonces deja de tener este argumento, y pasa tu valioso tiempo haciendo las partes de tu programa que toman más que 12 nanosegundos más rápido.

Reader está bien para leer un valor obsoleto (anterior), pero no un valor incorrecto (lectura parcial antes y después de escribir dando un valor basura).

No confunda atomicidad con volatilidad.

Las operaciones entrelazadas y la instrucción lock, ambos harán una barrera de memoria que asegura que el valor actualizado sea leído o publicado. No se requiere una lectura o escritura ordinaria no volátil para hacerlo; si sucede que lo hace, tuvo suerte.

Si este tipo de problemas le interesan, un problema relacionado que de vez en cuando me preguntan es bajo qué circunstancias un bloqueo alrededor de un acceso entero puede ser eludido. Mis artículos sobre ese tema son:

• ¿Puedo saltarme el candado al leer un entero?

• Reordenar optimizaciones

Leer o escribir un doble es atómico en la arquitectura Intel si están alineados en un límite de dirección de 8 bytes. Ver Está Actualizando la doble operación atómica.

Aunque las lecturas y escrituras de dobles podrían efectivamente ser atómicas en código.NET en la arquitectura Intel, no confiaría en ello ya que la especificación de C# no lo garantiza, vea esta cita de una respuesta de Eric Lippert.

Las lecturas y escrituras de los siguientes tipos de datos son atómicas: bool, char, byte, sbyte, short, ushort, uint, int, float y tipos de referencia. En además, lee y escribe de tipos de enumeración con un tipo subyacente en la lista anterior también es atómica. Lee y escribe de otros tipos, incluyendo long, ulong, double y decimal, así como definido por el usuario no se garantiza que sean atómicos.

Use Interlocked para que la lectura y la escritura sean seguras. Garantiza atomicidad. En una arquitectura donde es atómica por defecto, no debería producir ninguna sobrecarga. Necesitas usar Interlocked tanto para leer como para escribir para asegurarse de que no se leen valores parcialmente escritos ( cita de la documentación de InterLocked.Read() ):

El método de lectura y las sobrecargas de 64 bits del Incremento, Decremento, y los métodos Add son verdaderamente atómicos solo en sistemas donde un Sistema.IntPtr tiene 64 bits de largo. En otros sistemas, estos métodos son atómicos con con respecto a los demás, pero no con respecto a otros medios de acceder a los datos. Por lo tanto, para ser seguro en sistemas de 32 bits, cualquier el acceso a un valor de 64 bits debe hacerse a través de los miembros del Clase entrelazada.