C# 執行緒安全基礎：使用 Interlocked 類別實現原子操作，避免多執行緒競態條件導致計數錯誤

問題場景

多執行緒同時對共享變數 number++ 非原子操作，導致結果小於預期。

對比測試程式碼

int number = 0;

private void Test1() // 非原子
{
    for (int m = 0; m < 10; m++)
    {
        number++;
        Thread.Sleep(100);
    }
    Console.WriteLine(number);
}

private void Test2() // 原子
{
    for (int m = 0; m < 10; m++)
    {
        Interlocked.Increment(ref number);
        Thread.Sleep(100);
    }
    Console.WriteLine(number);
}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    number = 0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) new Thread(Test1).Start();
}

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    number = 0;
    for (int i = 0; i < 10; i++) new Thread(Test2).Start();
}

結果分析

• Test1：10 執行緒各遞增 10 次，理應 100，實際常 < 100（競態條件）。
• Test2：Interlocked.Increment 保證原子性，結果穩定為 100。

System.Threading.Interlocked 提供 Increment、Decrement、Exchange、CompareExchange 等原子操作，是無鎖執行緒同步的基石。