Delphi开启优化后Win32平台AtomicCmpExchange异常问题咨询

你遇到的是Delphi 10.4 Sydney Update 3 Win32 编译器的已知优化Bug，你提到的“崩溃”实际是代码逻辑触发的主动异常，根本原因如下：
该版本编译器对内置原子操作的副作用识别不完整，且未正确实现原子操作自带的编译器内存屏障：

• 当AtomicCmpExchange的返回值未被显式捕获时，开启优化后编译器会错误地对该调用的相关代码做乱序重排，甚至可能直接判定该调用无副作用而将其优化移除。
• 同时编译器会将类成员变量FKey缓存到CPU寄存器中，原子操作修改了内存中的FKey值，但后续的比较逻辑读取的是寄存器中未更新的缓存值，才会触发Error 2的异常。

• 方案1：显式捕获AtomicCmpExchange的返回值，哪怕不使用返回值，也能让编译器识别到该调用的副作用，不会错误优化：
  把原调用代码修改为：

  var _ := AtomicCmpExchange(FKey{target}, LCompareKey{NewValue}, LCompareKey{Comparand});
  

• 方案2：在原子操作和后续比较之间插入编译器内存屏障，强制刷新寄存器缓存的变量值，在AtomicCmpExchange调用后添加一行即可：

  System.MemoryBarrier;
  

• 方案3：将FKey标记为易失变量，禁止编译器对该变量做寄存器缓存和访问乱序，修改变量声明即可：

  private
    {$VOLATILE ON}
    FKey: integer;
    {$VOLATILE OFF}
  

• 方案4：升级到Delphi 11 Alexandria及以上版本，该编译器Bug已经在后续版本中修复。

正常情况下开启编译优化是安全的。Delphi的官方优化逻辑严格遵循Pascal语言规范，优化仅会在不改变代码合法逻辑的前提下，提升程序运行效率、减小最终生成的二进制体积。
仅两种情况可能出现优化后逻辑异常：

1. 代码本身存在未定义行为，比如多线程同步缺失、依赖编译器未明确约定的实现细节；
2. 遇到了极少数的编译器自身Bug，本次你遇到的就是这类个例，这类问题都会在后续的版本更新中修复。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者zeus