Atomare Zustandsverwaltung mit Compare-And-Swap

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Atomare Zustandsverwaltung mit Compare-And-Swap

Die Methode Interlocked.CompareExchange implementiert eine Compare-And-Swap (CAS)-Operation, die Grundlage für sperrfreie Nebenläufigkeit. Sie prüft atomar, ob ein Wert einem erwarteten entspricht, und ersetzt ihn gegebenenfalls. Dies vermeidet den Overhead herkömmlicher Sperren (Mutexes) und verhindert Thread-Kontextwechsel, was für Systeme mit hohem Durchsatz entscheidend ist.

snippet.cs

csharp

using System.Threading;
 
public class LockFreeStack
{
    private int _state = 0;
 
    public void UpdateState(int expected, int next)
    {
        // Spin-wait using CompareExchange for lock-free thread safety
        while (Interlocked.CompareExchange(ref _state, next, expected) != expected)
        {
            // Potential back-off logic here
            Thread.Yield();
        }
    }
}

Erklärung

while (Interlocked.CompareExchange(ref _state, next, expected) != expected)

Versucht, den Zustand nur dann zu aktualisieren, wenn der aktuelle Wert in einem einzigen atomaren Schritt 'expected' entspricht.

Thread.Yield();

Ermöglicht anderen Threads die Ausführung, wenn das atomare Update aufgrund von Konkurrenz fehlschlägt.

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