【.NET深呼吸】線程信號量（Semaphore）

2019-11-14 15:51:48

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供稿：網友

Semaphore類可以控制某個資源允許訪問的線程數，Semaphore有命名式的，也有不命名的；如果不考慮跨進程工作，一般在代碼中使用不命名方式即可。

信號量有點類似于等待句柄，某個線程如果調用了WaitOne方法，這個線程就會暫停，并且等待有可用的信號量時才會繼續執行；某個線程調用Release方法，就會釋放一個信號計數值，每調用一次就釋放一個，如果想一次性釋放N個信號，可以調用Release(int)重載，把要釋放的數量傳遞給方法參數，但這個數值不能超過Semaphore實例化時所指定的最大值，否則會引發異常。

Semaphore構造函數可以指定允許的最大信號量，以及默認的信號量。聲明如下：

Semaphore(int initialCount, int maximumCount);

maximumCount參數指定該對象允許的最大信號量；initialCount參數指定默認值，這個默認值不能超過maximumCount指定的最大值。即該Semaphore實例默認允許多少個線程收到信號（訪問資源）。

當某個占用資源的線程調用Release方法后，它會釋放出一個或多個信號，這時候，其他等待的線程就可以繼續執行。

只要是涉及到線程問題都特別難說清楚，相當抽象，相當考驗人的理解能力。

比如，圖書館里面有五本《X瓶梅》，但想借這本書的有20人。前面五個人自然很輕松就借到（進入訪問圈，這五個線程以外的線程等待），其他人只好等了。

過了幾天后，有個家伙通宵看書，終于看完了，因此他還了書，這時候，剩下的15個人看誰的動作快，可以借到剛還回去的這本書。

再過了幾天，又有兩個人看完了，還書。此時，剩下的14個人中，有兩個人可以借得此書。

大概的原理就是這樣，下面看看例子。

    class PRogram    {        // 生成隨機數，以延遲每個任務的執行時間        static Random rand = new Random();        // 聲明Semaphore變量，以控制線程信號量        static Semaphore sm = null;        static void Main(string[] args)        {            sm = new Semaphore(1, 4); //實例化            // 啟動10個任務            for (int i = 0; i < 10; i++)            {                Task t = new Task(DoWork, "任務" + (i + 1));                t.Start();            }            // 防止DOS窗口立即退出            Console.Read();        }        private static async void DoWork(object p)        {            sm.WaitOne(); //等待花開            string tn = p?.ToString();            Console.WriteLine($"{tn} 已獲得訪問。");            await Task.Delay(rand.Next(1, 10) * 1000);            // 釋放            sm.Release(); //花謝了            Console.WriteLine($"{tn}已釋放。");        }    }