原文：https://learn.microsoft.com/en-us/archive/msdn-magazine/2012/december/csharp-the-csharp-memory-model-in-theory-and-practice

半内存屏障

例如有这样的程序，Init()和Print()在不同的线程上执行。

int data = 0;
bool inited = false; // 指示data字段是否已经设置的标志

void Init(){
    data = 42;
    inited = true; // 设置标志，指示data字段已经设置好了
}
void Print(){
    // 如果有inited的标志，打印data字段的值
    // 否则打印 Not initialized!
    if(inited){
        Console.WriteLine(data);
    }else{
        Console.WriteLine("Not initialized!");
    }
}

• 一个线程执行Init()，在设置好data字段的值后，设置inited字段用来指示data的值已经设置好了。
• 另一个线程执行Print()，在读取到inited字段为true时，data字段的值应该已经设置好了。

但是由于编译器、JIT和CPU都会重排内存操作指令来优化效率，所以可能会发生下面两种异常情况：

1. Init()中，写入inited在写入data之前执行，即data字段还没写入值，却已经设置了inited的标志。
2. Print()中，读取data在读取inited之前执行，就算读取到了inited为true，data的值也可能是未被设置的值（例如，data读取之后、inited读取之前，inited刚刚被设置为true）。

被volatile关键字修饰的字段在被写入或被读取时，会加上内存屏障：

• volatile write：具有release（发布，已完成写入）内存屏障，之前（上面）的语句不能被重排到之后（下面）。
• volatile read：具有acquire（获取，准备读取）内存屏障，之后（下面）的语句不能被重排到之前（上面）。

现在：

int data = 0;
volatile bool inited = false; // 添加了volatile修饰

void Init(){
    data = 42;
    // 写入inited是volatile write，上面的语句不能被重排到下面，即data写入不会在inited写入之后执行
    inited = true;
}
void Print(){
    // 读取inited是volatile read，下面的语句不能被重排到上面，即data读取不会在inited读取之前执行。
    if(inited){
        Console.WriteLine(data);
    }else{
        Console.WriteLine("Not initialized!");
    }
}

因为内存屏障限制了指令重排，所以在写入inited的时候，data已经被写入好了；在读取inited的时候，data不会被提前读取。

全内存屏障

Thread.MemoryBarrier()会产生一个完全的内存屏障，即屏障之前的指令不能重排到屏障之后，屏障之后的指令也不能重排到屏障之前。

Interlocked的任何操作也会产生全内存屏障，之前和之后的任何指令都不会跨越Interlocked操作。

总结

这篇文章只是用来介绍内存屏障，一般写项目的时候最好不要用volatile。
volatile是给标准库和接近CLR的底层代码使用的。
编写应用程序代码时，正确使用锁和Interlocked这类上层并发基元就能处理这些问题。