Por qué necesitamos Hilo.MemoryBarrier()?

Las probabilidades son muy bueno que la primera tarea se completa en el momento en que la 2a tarea incluso comienza a ejecutarse. Solo puede observar este comportamiento si ambos subprocesos ejecutan ese código simultáneamente y no hay operaciones de sincronización de caché intervinientes. Hay uno en tu código, el método StartNew() tomará un bloqueo dentro del administrador del grupo de subprocesos en alguna parte.

Conseguir dos hilos para ejecutar este código simultáneamente es muy difícil. Este código se completa en un par de nanosegundos. Tendrías que probar miles de millones de veces e introducir retrasos variables para tener probabilidades. No tiene mucho sentido para esto, por supuesto, el verdadero problema es cuando esto sucede aleatoriamente cuando no lo espera.

Manténgase alejado de esto, use la instrucción lock para escribir código multihilo sano.

Si utiliza volatile y lock, la barrera de memoria está incorporada. Pero, sí, lo necesitas de otra manera. Dicho esto, sospecho que necesita la mitad de lo que muestra su ejemplo.

Es muy difícil reproducir errores multiproceso - por lo general, tiene que ejecutar el código de prueba muchas veces (miles) y tener alguna comprobación automatizada que marcará si se produce el error. Podrías intentar añadir un hilo corto.Sleep(10) entre algunas de las líneas, pero de nuevo no siempre garantiza que obtendrá los mismos problemas que sin él.

Se introdujeron barreras de memoria para las personas que necesitan hacer una optimización de rendimiento de bajo nivel realmente hardcore de su código multiproceso. En en la mayoría de los casos, estará mejor cuando use otras primitivas de sincronización, es decir, volátiles o bloqueadas.

Citaré uno de los grandes artículos sobre multi-threading:

Considere el siguiente ejemplo:

class Foo
{
  int _answer;
  bool _complete;

  void A()
  {
    _answer = 123;
    _complete = true;
  }

  void B()
  {
    if (_complete) Console.WriteLine (_answer);
  }
}

Si los métodos A y B se ejecutan simultáneamente en hilos diferentes, podría ser ¿es posible que B escriba "0"? La respuesta es sí - para lo siguiente razones:

El compilador, CLR o CPU puede reordenar las instrucciones de su programa para mejorar la eficiencia. El compilador, CLR o CPU puede introducir el almacenamiento en caché optimizaciones tales que las asignaciones a variables no serán visibles para otros hilos de inmediato. C# y el tiempo de ejecución son muy cuidadosos para asegúrese de que tales optimizaciones no rompan el hilo simple ordinario código - o código multiproceso que hace un uso adecuado de los bloqueos. Fuera de estos escenarios, debe derrotar explícitamente estas optimizaciones por crear barreras de memoria (también llamadas cercas de memoria) para limitar efectos del reordenamiento de instrucciones y del almacenamiento en caché de lectura/escritura.

Vallas completas

El tipo más simple de la barrera de la memoria es una memoria completa barrera (valla completa) que evita cualquier tipo de reordenamiento de instrucciones o escondiéndote alrededor de esa cerca. Llamando a Hilo.MemoryBarrier genera un valla completa; podemos arreglar nuestro ejemplo aplicando cuatro vallas completas como sigue:

class Foo
{
  int _answer;
  bool _complete;

  void A()
  {
    _answer = 123;
    Thread.MemoryBarrier();    // Barrier 1
    _complete = true;
    Thread.MemoryBarrier();    // Barrier 2
  }

  void B()
  {
    Thread.MemoryBarrier();    // Barrier 3
    if (_complete)
    {
      Thread.MemoryBarrier();       // Barrier 4
      Console.WriteLine (_answer);
    }
  }
}

Toda la teoría detrás de Thread.MemoryBarrier y por qué necesitamos usarla en escenarios sin bloqueo para hacer que el código sea seguro y robusto se describe muy bien aquí: http://www.albahari.com/threading/part4.aspx

Si alguna vez está tocando datos de dos hilos diferentes, esto puede ocurrir. Este es uno de los trucos que usan los procesadores para aumentar la velocidad: puedes construir procesadores que no lo hagan, pero serían mucho más lentos, así que ya nadie lo hace. Probablemente deberías leer algo como Hennessey y Patterson para reconocer todos los diversos tipos de condiciones de raza.

Siempre uso algún tipo de herramienta de nivel superior como un monitor o un candado, pero internamente son hacer algo similar o se implementan con barreras.