FineLockCalculator.cs

// 其实这题可以写的很简单，它的关键根本不是CAS操作。

// 使用一个标志（flag也好，status判断也罢）来避免Start和Dispose重入是很容易
// 想到的手段，很多同学也这么做了。大部分同学遇到的问题是：假如StartCore已经
// 启动，那么如何让Dispose方法等待其完成。有些同学用while (true)，有些同学用
// 锁，但都避免不了让Dispose线程等待Start线程。

// 这里“避免等待”的关键在于要跳出思维界限：谁说DisposeCore方法一定要在Dispose
// 方法里执行的？我们就不能在Start里销毁对象吗？

public class FineLockCalculator : CalculatorBase {

    private enum Status {
        NotStarted,
        Starting,
        Started,
        Disposed
    }

    private readonly object _gate = new object();

    private Status _status = Status.NotStarted;
            
    public virtual void Start() {
        lock (_gate) {
            if (_status != Status.NotStarted)
                return;

            _status = Status.Starting;
        }

        StartCore();

        lock (_gate) {
            if (_status == Status.Starting) {
                _status = Status.Started;
                return;
            }
        }

        DisposeCore();
    }

    public void Dispose() {
        lock (_gate) {
            var origStatus = _status;
            _status = Status.Disposed;

            if (origStatus != Status.Started)
                return;
        }

        DisposeCore();
    }
}

// 在Dispose方法中，我们对_status进行标记，但只在确定Started的情况下才
// 调用DisposeCore。同理，在Start方法中假如发现_status已经变成了Disposed，
// 则原地调用DisposeCore销毁对象。使用这种方法，Dispose方法完全不需要做
// 任何等待，整体等待时间极短。

// 清晰起见，上述代码没有使用任何CAS操作，只是对于_status读写加以简单保护。
// 假如需要的话，我们也可以把三个lock轻松修改为CAS操作，但这只是起到锦上
// 添花的作用。

// 有些同学一上来就搞CAS，然后发现问题之后只是简单的修补，于是代码越变越
// 复杂。理清思路，划分好边界，处理好边界上的竞争关系，其实逻辑说到底就是
// 这么简单.

public class BigLockCalculator extends CalculatorBase {

    private interface Status {
        int NotStarted =1;
        int Starting =2;
        int Started =3;
        int Disposed =4;
    }

    private AtomicInteger _status = new AtomicInteger(Status.NotStarted);
    private AtomicInteger _disposingFlag = new AtomicInteger(0);
    private AtomicInteger _startingFlag = new AtomicInteger(0);

    public override void Start() {
        if(_status.get() != Status.NotStarted ) {
            return;
        } 

        if( _startingFlag.compareAndSwap(0,1)) {

            try {
                if(_status.compareAndSwap(Status.NotStarted, Status.Starting)) {

                    StartCore();

                    if(!_status.compareAndSwap(Status.Starting, Status.Started)) { 
                        if(_status.get() == Status.Disposed ) { 
                            DisposeCore();
                            return;
                        } 
                    }
                }

            }finally {
                _startingFlag.compareAndSwap(1,0);
            }
        }
    }

    public override void Dispose() {

        if(_status.get() == Status.Disposed) {
            return;
        } 

        if( _disposingFlag.compareAndSwap(0,1)) {

            try {

                while(true) {

                    int currentStatus =_status.get();

                    if(currentStatus == Status.Disposed) {
                        return;
                    }

                    if(currentStatus == Status.NotStarted && _status.compareAndSwap(currentStatus, Status.Disposed )) {
                        return;
                    }else if(currentStatus == Status.Starting && _status.compareAndSwap(currentStatus, Status.Disposed )){
                        return;
                    }else if(currentStatus == Status.Started && _status.compareAndSwap(currentStatus, Status.Disposed )){
                        DisposeCore();
                    }

                }

            }finally {
                _disposingFlag.compareAndSwap(1,0);
            }
        }
    }
}

@JeffreyZhao 帮忙review下纯CAS版本，无锁。

@JeffreyZhao 弱弱的问一句，在Start()的最后一句为什么是DisposeCore()而不是Dispose()呢？在这里直接调用DisposeCore()是不是意味着，有个前提的假设是基类里实现的DisposeCore()可以被多次重复调用呢？

@dawnbreaks: 没仔细看，但为什么会那么复杂，按照我的代码改写成CAS的，应该十分简单才对。

@ivenxu: 当然应该调用DisposeCore，再仔细看一下代码，DisposeCore不会被重复调用。

Nice approach. The key point here is that thinking outside of box, let DisposeCore being called from Start().

@JeffreyZhao, 仔细看了，DisposeCore()确实不大可能被重复调用.再弱弱的多问一句，DisposeCore()在Start()中在什么样的场景才会被调用？我实在想不出来，因为在我看来在Start()里面执行完_status = Status.Started;就return;了。

@ivenxu Start()里面的DisposeCore()还是有可能会被调用的，比如正在执行StartCore()的时候调用了Dispose()，那么_status = Status.Disposed，然后StartCore()执行完毕后会调用DisposeCore(). 以上只是个人粗浅的理解。

又学了一手，太机智了。
不过仔细想想，这样对于调用者来说太trick了吧。比如我发现dispose结束了，心想太好了可以拔电源/拔网线了，但其实DisposeCore可能还没开始呢。