C event執行緒安全

突然想到有關c#中使用event特性時關於執行緒安全的問題，以前雖然有遵從「複製引用+null判斷」的模式（盲目地），但沒有深入了解和思考。

為之查詢了資料和實驗，對此有了進一步的理解。

定義（field-like event）：

public
event eventhandler done;

類內raise：

protected
void
ondone()
}

不禁要問，為何要複製引用？多執行緒下表現如何？

為了解決上面哪些疑惑，我查了一些資料，其中有來自當時c#編譯器開發組成員的一篇博文 field-like events considered harmful。

這篇博文介紹了c#3.0中編譯器對於field-like event（也是最常見的使用方式）的實現。

對於如此的**，

class

eventincs3

編譯器會將其轉換成：

class
eventincs3
}remove}}
}

有以下幾點值得注意（同注釋編號）：

1.event下隱藏的真正delegate鏈。實際上我們使用的是子類multicastdelegate（可以參考開源的coreclr實現）。

3.正如+、-操作符對於string型別是起字串組合作用，其對於delegate型別也同樣是起到兩條鏈的組合作用（參考 msdn），實際上是呼叫了delegate.combine和delegate.remove。同時也引入了經典的執行緒問題（修改丟失）。

2.為了解決多執行緒問題，使用了lock。

（就先不管這個lock(this)了。當然上面提到的博文裡提到了，編譯器並不是通過lock，繼而通過monitor的靜態方法來同步，而是通過il即methodimplattribute(methodimploptions.synchronized)實現。這些都是c#本身不推薦的方法。）

而在c#4.0中，同步的實現有了變化，同樣參見同一作者兩年後的這一篇博文。

編譯器預設的add、remove實現，改為使用compare and swap來實現lock-free同步。值得注意的是，delegate是不可更改的型別，即+=、-=之後，會指向乙個新的物件，而不再是原物件（類似string）。

通過il檢視程式集裡生成的add_done、remove_done，可以發現端倪，大致會生成如下的**：

static
void
add_done(eventhandler value)
while (v_0 !=v_1);
}

在同一作者的另一篇博文中，介紹了c#4.0中event相關的語義變化，主要是+=、-=操作符的語義變化。

在c#3.0中，對於乙個event，如果在該類之外訪問這個event，則會被認為是訪問這個event本身，如我們熟知的只能通過+=、-=這兩個操作符來訪問（即是呼叫對應的add、remove訪問器）；而在類的內部，所有對這個event的訪問，都會被認為是訪問作為event實現的delegate本身（即訪問done，實際上訪問到的是__done）。

這麼處理的話，我們就能在ondone方法裡複製引用，判斷null，進行呼叫。因為此時done這個識別符號，代表的是乙個eventhandler物件的引用。

c#3.0的問題也在於此，這種情況下，我們寫下

done += somehandlermethod;

時，+=實際是呼叫了：

eventhandler eventhandler.operator +(eventhandler left, eventhandler right)

在visual studio 2015裡寫乙個普通的、非event的eventhandler的+=運算，滑鼠放在+=上時，顯示的也是這個函式簽名。c#3.0時即使對event也是這麼處理的。

導致我們失去了預設add訪問器提供的同步功能。

而這一現象在c#4.0中得到了改善。在類內部訪問event的識別符號時，+=、-=操作符就會被認為是add、remove的呼叫了。

可知在c#4.0寫下同樣的**時，+=呼叫的簽名為：

void eventincs4.done.add

自定義event時（非field-like event），我們自己編寫的add、remove訪問器就沒有預設的同步了。如果要考慮執行緒安全，需要手動加上同步（比如lock(somelockobject)）。

此時，在類內部訪問event識別符號，只會被當成是訪問event本身。要引發事件（done）的話，需訪問對應delegate（__done(this, new eventargs())）。

一般情況下無需自己實現event，用field-like就好了。

因為不管是通過event識別符號訪問delegate（field-like event），還是直接訪問delegate（自定義event），我們得到的都是delegate物件的引用，而且delegate物件是不可更改的。引用的複製是原子的。所以我們可以隨意地複製該delegate的引用，然後判斷null並invoke。

一些code snippet如：

通過擴充套件方法來引發事件：

public
static
class
eventextension
}public
static
void raise(this eventhandler handler, object sender, eventargs args); //
過載版}

delegate的引用會以pass-by-value形式得到複製，所以直接

done.raise(this, new eventargs());

通過c#6.0提供的null-conditional操作符：

done?.invoke(this, new eventargs());

null-conditional操作符也會進行引用的複製，所以是執行緒安全的。（沒有done?(...)這種寫法）

對於編譯器是否會將複製引用作為重複的區域性變數優化掉，以至於在一些情況下需要使用諸如以下的方式的問題，我沒有深入了解。

interlocked.compareexchange(ref done, null, null);

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