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C# Volatile（开发人员如何使用）

Chipego
奇佩戈-卡琳达
2024年八月13日
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介绍

在 C# 中，volatile 关键字用于指示字段可能会被并发执行的线程更新。 被标记为volatile的字段会提醒编译器和运行时，可能有并发线程或其他程序组件会在没有警告的情况下更改该字段的值。 这保证了对该字段的内存访问不会被编译器优化掉，否则可能导致[多线程应用程序](https://en.wikipedia.org/wiki/Multithreading_(computer_architecture)）的意外行为。

一个受欢迎的 C# 库，用于创建和修改 PDF 文档，称为IronPDF - .NET PDF Library。 在使用多线程应用程序或使用IronPDF进行PDF创建或操作时，了解如何适当地使用volatile关键字至关重要。 这将有助于确保数据在多个线程访问时保持同步和一致。

本教程将介绍使用IronPDF和volatile关键字创建可靠多线程应用程序以生成或处理PDF的最佳方法。 我们将介绍 volatile 字段的常见用途、如何正确声明和使用 volatile 字段，以及确保 IronPDF 驱动的应用程序线程安全的推荐做法。 现在让我们开始吧！

如何使用 C# 和 num; Volatile

  1. 导入必要的库。

  2. 声明易变变量。

  3. 启动 PDF 生成任务。

  4. 在任务中设置易变变量。

  5. 检查易变变量。

  6. 等待 PDF 生成。

  7. 处理 PDF 完成。

什么是 C#; Volatile？

使用volatile关键字声明一个可以被多个线程同时运行时改变的字段。 当一个字段被指定为易失性字段时，编译器和运行时会提醒其他程序组件（包括并发线程）可能会在不发出警告的情况下修改其值。因此，对易失字段的读取和写入总是先直接读取或写入同一内存。

volatile关键字通过强制执行内存屏障来解决与内存操作重新排序相关的问题。 内存屏障可确保内存操作不会在易失性访问中重新排序，从而避免在多线程场景中出现意外行为。

通过在易失性读取之前和之后或在易失性写入操作期间隐式采用内存屏障，volatile可保证内存操作的正确顺序，从而在并发环境中提高线程安全性和数据一致性，与使用任何非易失性对象时可能出现的问题相对。

不稳定关键词的目的

C# 中的 volatile 关键字主要用于处理多个线程在访问和修改共享数据的内存位置时不正确同步的情况。 在多线程设置中，如果不存在 volatile 修饰符，编译器可能会以一种可能导致不可预测行为的方式优化内存访问。

开发人员可以通过将字段指定为易失字段，向编译器表明字段的值可能会异步更改，并且数据完整性要求直接内存访问。

不稳定关键词的行为

编译器和运行时确保对标记为易失字段的内存的每次读写操作都避免使用任何可能的缓存方法。 这表明，即使线程缓存了易失字段的值，在后续访问时也将始终从主内存中获取该值，而不是依赖于缓存后的相同值。 同样，一个线程所做的修改对访问同一字段的所有其他线程都是可见的，因为对易失字段的写入会立即传播到内存中。

使用 Volatile 共享状态

让我们用几个代码示例来演示如何使用volatile关键字。

using System;
using System.Threading;
class SharedStateExample
{
    private volatile bool _isRunning = true;
    public void Run()
    {
        Thread thread1 = new Thread(ChangeState);
        Thread thread2 = new Thread(ReadState);
        thread1.Start();
        thread2.Start();
    }
    private void ChangeState()
    {
        while (_isRunning)
        {
            Console.WriteLine("Changing state...");
            Thread.Sleep(1000);
            _isRunning = false;
        }
    }
    private void ReadState()
    {
        while (_isRunning)
        {
            Console.WriteLine("Reading state...");
            Thread.Sleep(500);
        }
        Console.WriteLine("State is no longer running.");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        SharedStateExample example = new SharedStateExample();
        example.Run();
    }
}
using System;
using System.Threading;
class SharedStateExample
{
    private volatile bool _isRunning = true;
    public void Run()
    {
        Thread thread1 = new Thread(ChangeState);
        Thread thread2 = new Thread(ReadState);
        thread1.Start();
        thread2.Start();
    }
    private void ChangeState()
    {
        while (_isRunning)
        {
            Console.WriteLine("Changing state...");
            Thread.Sleep(1000);
            _isRunning = false;
        }
    }
    private void ReadState()
    {
        while (_isRunning)
        {
            Console.WriteLine("Reading state...");
            Thread.Sleep(500);
        }
        Console.WriteLine("State is no longer running.");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        SharedStateExample example = new SharedStateExample();
        example.Run();
    }
}
IRON VB CONVERTER ERROR developers@ironsoftware.com
$vbLabelText   $csharpLabel

在这个示例中，SharedStateExample 类有一个标记为易失对象的 isRunning 字段。 ChangeState 方法用于更改状态，而 ReadState 方法则建立一个易失性读取操作状态。

当 ReadState 方法持续检查 isRunning 的值时，ChangeState 方法会延迟然后将 isRunning 设置为 false。 由于isRunning的易失性，仅由一个线程完成的更改对另一个线程立即可见。

使用 Volatile 的双重检查锁定

using System;
class Singleton
{
    private static volatile Singleton _instance;
    private static readonly object _lock = new object();
    private Singleton() { }
    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (_instance == null)
        {
            lock (_lock)
            {
                if (_instance == null)
                {
                    _instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return _instance;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Singleton instance1 = Singleton.GetInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.GetInstance();
        Console.WriteLine("Are instances equal? " + (instance1 == instance2));
    }
}
using System;
class Singleton
{
    private static volatile Singleton _instance;
    private static readonly object _lock = new object();
    private Singleton() { }
    public static Singleton GetInstance()
    {
        if (_instance == null)
        {
            lock (_lock)
            {
                if (_instance == null)
                {
                    _instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return _instance;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Singleton instance1 = Singleton.GetInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.GetInstance();
        Console.WriteLine("Are instances equal? " + (instance1 == instance2));
    }
}
IRON VB CONVERTER ERROR developers@ironsoftware.com
$vbLabelText   $csharpLabel

在本例中，我们使用双重检查锁定机制来构建线程安全的单例设计。 为了保证在多个线程之间所做的修改是最新的且可见的，_instance字段被指定为volatile。这避免了一个线程注意到一个只初始化了一半的Singleton实例的情况。 即使在多线程环境下，双重检查锁定机制也能保证只生成一个单例。

什么是IronPDF？

C# 库IronPDF - PDF 生成和编辑允许程序员在 .NET 应用程序中创建、修改和呈现 PDF 文档。 其丰富的功能集使处理 PDF 文件变得简单。 可以对已有的 PDF 文档进行编辑、分割和合并。 PDF 文档可以 HTML、图像和其他形式创建。 PDF 文件上可以标注文本、照片和其他数据。

IronPDF 的功能

文本和图像注释

有了 IronPdf，您可以用文本、图像和其他数据对 PDF 文档进行编程注释。 您可以使用该工具为 PDF 文件添加签名、印章和注释。

PDF 安全

IronPDF 允许您指定不同的权限，包括打印、复制和编辑文档，它还可以用密码加密 PDF 文档。 这有助于控制谁可以访问 PDF 文件并保护机密信息。

填写交互式PDF表单

有了 IronPDF，就可以通过编程填写交互式 PDF 表单。 该功能有助于根据用户输入创建个性化文档和自动提交表单。

PDF 压缩和优化

IronPdf 为 PDF 文件优化和压缩提供了多种选择，可在不牺牲质量的前提下最大限度地减小文件大小。 因此，PDF 文档所需的存储空间更少，运行效率更高。

跨平台兼容性

IronPDF for .NET 可在各种操作系统（包括 Windows、Linux 和 macOS）上与 .NET 程序完美配合使用。 ASP.NET、.NET Core 和 Xamarin 等知名 .NET Framework 与之集成。

创建一个新的Visual Studio项目

在 Visual Studio 中创建控制台项目是一个简单明了的过程。 要启动控制台应用程序，请在 Visual Studio 环境中按照以下简单步骤操作：

在使用 Visual Studio 之前，请确保您的计算机上安装了 Visual Studio。

开始一个新项目

选择文件，然后新建，最后选择项目。

C# Volatile（它对开发者的作用）：图1

在“创建新项目”框中，从左侧列表中选择您偏好的编程语言（例如C#）。

以下项目模板参考列表中提供了“Console App”或“Console App (.NET Core)”模板供选择。

在“名称”字段中为您的项目提供一个名称。

C# Volatile（它对开发者的工作原理）：图2

选择项目的保存位置。

点击 "创建 "将启动控制台应用程序项目。

C# Volatile（它如何为开发者发挥作用）：图3

安装 IronPDF

工具 "下的 "Visual Studio 工具 "菜单项包含 Visual Command-Line 界面。 选择 NuGet 软件包管理器。 在软件包管理终端选项卡上，你必须输入以下命令。

Install-Package IronPdf
Install-Package IronPdf
'INSTANT VB TODO TASK: The following line uses invalid syntax:
'Install-Package IronPdf
$vbLabelText   $csharpLabel

或者，您也可以使用软件包管理器。 可以通过NuGet包管理器选项直接将包安装到解决方案中。 使用NuGet Manager网站的搜索框来查找包。 下面的示例截图显示了在软件包管理器中搜索 "IronPDF "是多么容易：

C# Volatile（对开发人员的工作原理）：图4 - 从NuGet包管理器安装IronPDF

相关搜索结果显示在上图中。 请进行以下更改，以便软件更容易安装到您的机器上。

下载并安装软件包后，我们就可以在正在进行的项目中使用它了。

使用 C# Volatile 和 IronPDF 确保 PDF 生成过程中的线程安全

现在让我们在 C# 程序中一起使用 IronPDF 和 volatile 关键字。 IronPDF 是一个广受欢迎的创建和修改 PDF 文档的 C# 库。 在使用 IronPDF 创建或处理 PDF 的多线程应用程序时，必须保证线程安全。

下面是一个示例，向您展示如何利用 IronPDF 的 volatile 关键字在多线程设置下创建 PDF 文档。

using IronPdf;
using System;
using System.Threading;
class PdfGenerator
{
    private volatile bool _isRunning = true;
    private readonly object _lock = new object();
    public void GeneratePdf(string filePath)
    {
        Thread thread = new Thread(() =>
        {
            while (_isRunning)
            {
                // Generate PDF document
                GenerateDocument(filePath);
                // Sleep for some time
                Thread.Sleep(5000);
            }
        });
        thread.Start();
    }
    public void StopPdfGeneration()
    {
        lock (_lock)
        {
            _isRunning = false;
        }
    }
    private void GenerateDocument(string filePath)
    {
        // Load HTML content
        string htmlContent = "<html><body><h1>Hello, IronPDF!</h1></body></html>";
        // Convert HTML to PDF
        var renderer = new ChromePdfRenderer();
        var pdfDocument = renderer.RenderHtmlAsPdf(content);
        // Save PDF to file
        pdfDocument.SaveAs(filePath);
        // Output status
        Console.WriteLine($"PDF generated and saved to {filePath}");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        PdfGenerator pdfGenerator = new PdfGenerator();
        // Start PDF generation
        pdfGenerator.GeneratePdf("output.pdf");
        // Wait for user input to stop PDF generation
        Console.WriteLine("Press any key to stop PDF generation...");
        Console.ReadKey();
        // Stop PDF generation
        pdfGenerator.StopPdfGeneration();
    }
}
using IronPdf;
using System;
using System.Threading;
class PdfGenerator
{
    private volatile bool _isRunning = true;
    private readonly object _lock = new object();
    public void GeneratePdf(string filePath)
    {
        Thread thread = new Thread(() =>
        {
            while (_isRunning)
            {
                // Generate PDF document
                GenerateDocument(filePath);
                // Sleep for some time
                Thread.Sleep(5000);
            }
        });
        thread.Start();
    }
    public void StopPdfGeneration()
    {
        lock (_lock)
        {
            _isRunning = false;
        }
    }
    private void GenerateDocument(string filePath)
    {
        // Load HTML content
        string htmlContent = "<html><body><h1>Hello, IronPDF!</h1></body></html>";
        // Convert HTML to PDF
        var renderer = new ChromePdfRenderer();
        var pdfDocument = renderer.RenderHtmlAsPdf(content);
        // Save PDF to file
        pdfDocument.SaveAs(filePath);
        // Output status
        Console.WriteLine($"PDF generated and saved to {filePath}");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        PdfGenerator pdfGenerator = new PdfGenerator();
        // Start PDF generation
        pdfGenerator.GeneratePdf("output.pdf");
        // Wait for user input to stop PDF generation
        Console.WriteLine("Press any key to stop PDF generation...");
        Console.ReadKey();
        // Stop PDF generation
        pdfGenerator.StopPdfGeneration();
    }
}
IRON VB CONVERTER ERROR developers@ironsoftware.com
$vbLabelText   $csharpLabel

volatile bool isRunning：我们将 isRunning 字段指定为 volatile 变量，以表示可能有多个线程对其进行更改。 PDF 文档的生成由该领域管理。 如果 isRunning 为 true，则继续创建 PDF； 否则，就退出。

GeneratePdf(string filePath)：此函数启动一个新线程，根据计划创建PDF文档。 我们在主线程中持续检查isRunning标志。 如果是这样，我们会使用 IronPDF 创建 PDF 文档，并将其保存到指定的文件目录中。

StopPdfGeneration()：此函数可以停止 PDF 的创建。 为了在更改isRunning标志时保持线程安全，它会锁定一个名为lock的私有对象。

GenerateDocument(string filePath)：此函数包含使用IronPDF创建PDF文档所需的代码。 创建一个HtmlToPdf实例，加载HTML信息，将其转换为PDF文档，并将PDF保存到指定的文件目录。

Main(string[] args)：在 Main 方法中，PdfGenerator 类被实例化，PDF 生成开始，并提示用户按任意键以暂停 PDF 生成。

C# Volatile（它是如何为开发人员提供帮助的）：图5

此示例展示了如何在多线程环境中使用IronPDF和volatile关键字可靠地生成PDF文档。 我们通过使用volatile来有效控制PDF创建过程，以确保isRunning标志的更改在各线程中立即可见。 我们还使用锁来访问和修改isRunning标志，同时保持工作线程的安全。

C# Volatile（它如何为开发人员工作）：图6

结论

总而言之，将volatile关键字引入IronPDF为在多线程C#程序中创建PDF提供了一种强有力的方法来保证线程安全。 我们通过将共享控制标志指定为易失性，确保跨线程更改的及时感知和适当同步，从而提供对 PDF 生产流程的有效控制。

通过确保对控制标志的更改立即广播到所有线程，volatile用于避免冲突并促进PDF创建过程中涉及的各个进程的有效协调。

这种方法提高了并发情况下生成 PDF 的可扩展性和可靠性，因此应用程序可以有效地并发管理多个 PDF 生成进程，而不会出现数据损坏或竞赛情况。

最终，您可以通过包含IronPDF来高效地处理条形码、创建PDF、执行OCR并连接到Excel，轻松探索Iron Software库的全部潜力。 Iron Software 轻松结合其多功能套件的性能、兼容性和易用性，提供增强的应用功能和更高效的开发。

如果有明确的许可证选项可满足项目的特殊需求，开发人员就可以放心地选择最佳模式。 这些优势使开发人员能够高效、透明地应对各种挑战。

Chipego
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Chipego 拥有出色的倾听技巧，这帮助他理解客户问题并提供智能解决方案。他在 2023 年加入 Iron Software 团队，此前他获得了信息技术学士学位。IronPDF 和 IronOCR 是 Chipego 主要专注的两个产品，但他对所有产品的了解每天都在增长，因为他不断找到支持客户的新方法。他喜欢 Iron Software 的合作氛围，公司各地的团队成员贡献他们丰富的经验，以提供有效的创新解决方案。当 Chipego 离开办公桌时，你经常可以发现他在看书或踢足球。
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