Я бы надеялся , что, по крайней мере, ссылка ref сама по себе атомарна (например, никогда не будет ссылки на недопустимую ячейку памяти :-). Однако это будет зависеть от реализации, поскольку потоки не являются частью спецификации ML / SML.
«Волатильность» (непротиворечивое представление чтения / записи ссылки на потоки / процессоры), а также любой доступ к базовому объекту - это как минимум две другие вещи, которые необходимо учитывать. Опять спросите реализацию с параллелизмом.