C#多线程之Semaphore用法详解

Semaphore是C#中用于线程同步的一个重要工具，它允许我们控制对共享资源的访问，以确保不超过指定数量的线程可以同时访问。Semaphore类在System.Threading命名空间中定义，它提供了一种机制来限制同时访问特定资源的线程数量。 在C#中创建Semaphore时，需要提供两个参数：初始信号量和最大信号量。初始信号量表示Semaphore启动时已经存在的可用信号量数量，而最大信号量则是Semaphore能够容纳的最大信号量。在上述示例中，Semaphore初始化为(0, 1)，这意味着一开始没有可用信号量，最大也只能有一个信号量。 `WaitOne()`方法是线程获取信号量的关键操作，它会阻塞当前线程，直到有足够的信号量可用。一旦获取到信号量，线程就可以继续执行，知道调用`Release()`方法将信号量归还。如果在调用`Release()`时，信号量的数量超过了其最大值，将会抛出一个`ArgumentOutOfRangeException`异常。 在示例代码中，我们创建了两个线程，thread1和thread2。每个线程在开始时都会尝试调用`WaitOne()`，由于初始信号量为0，线程2会先被阻塞。然后通过`Release(1)`添加一个信号量，使得线程1可以运行。线程1完成工作后，调用`Release()`释放信号量，线程2随之可以运行。在这个例子中，Semaphore实际上起到了类似Mutex的作用，因为只有一个线程可以同时执行。 然而，如果Semaphore的初始信号量和最大信号量都大于1，那么可以同时运行的线程数量就会增加。这并不意味着所有线程会绝对地并行执行，因为实际的并行度还受到CPU核心数和操作系统调度策略的影响。多个线程可能会交替执行，尽管它们都在Semaphore允许的范围内。 Semaphore在多线程编程中有多种应用场景，比如限制对数据库连接池的并发访问，控制并发的网络请求，或者管理系统资源如文件句柄等。使用Semaphore可以有效地避免资源过度消耗，防止系统过载，同时确保任务的有序执行。 总结一下，Semaphore是C#中实现线程同步和资源管理的重要工具。它通过控制信号量的数量来限制同时访问共享资源的线程数量，从而确保系统的稳定性和性能。理解和熟练运用Semaphore可以帮助开发者更好地设计和优化多线程应用程序，特别是在处理并发控制和资源限制的场景下。