一文带你了解.Net信号量

本文主要讲解.Net基于Semaphore带大家了解信号量

信号量举例

大家去银行去银行取钱，互斥锁管理的时一个柜台是否正在处理业务，而信号量管理的是整个柜台是否正在处理业务，每当有一个柜台处理完成之后，A大堂经理则进行叫号喊下一位进行处理业务，B大堂经理则对进来的客户进行接待，当柜台全部都在办理业务时，新来的办理业务者则需要进行等待

信号量的基础概念

信号量是一个具有特殊用途的线程同步对象，相比互斥锁只有两个状态(未被获取/已被获取)，信号量内部使用一个数值记录可用的数量，每个线程可以通过增加和减少数量两个操作进行同步。当执行减少数量操作时，如果减少的数量大于现有的数量，则线程需要进入等待状态，知道其他线程执行增加数量操作后数量不少于减少的数量为止。

信号量和互斥锁的区别

互斥锁释放锁的线程必须是获取锁的线程，而信号量增加数量和减少数量可以是不通

操作系统的区别

windows系统中信号量对象从CreateSemaphoreEx函数创建，减少数量是通过WaitForMultipObjectsEx函数，增加数量时通过ReleaseSemaphoehanshu, 由于接口限制，减少数量时只能减少1，而增加数量则可以使用自定义数量。
linux系统中有Net Core的内部结构模拟实现。
和System.Threading.Mutex一样，Semaphore可以进行使用参数命名来控制跨进程使用(注意，只支持window平台，其他平台使用会抛出异常)

代码事例

 public class Program

    {

        //第一个参数代表初始数量，第二个参数代表最大数量,第三个参数代表跨进程名称（本文未演示）

        private static readonly Semaphore _sema = new(0, 10);

        /// <summary>

        /// 执行函数

        /// </summary>

        /// <param name="args"></param>

        public static void Main(string[] args)

        {

            for (var i = 0; i < 6; ++i)

            {

                var thread = new Thread(Work);

                thread.Start();

            }

            while (true)

            {

                //执行增加数量，增加值为5

                _sema.Release(5);

                Thread.Sleep(1000 * 10);

            }

        }

        public static void Work()

        {

            while (true)

            {

                //执行减少操作，减少值为1

                _sema.WaitOne();

                Console.WriteLine($"当前时间为：{DateTime.Now:yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff}");

                Console.WriteLine($"当前线程Id为:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");

                Console.WriteLine("************************");

            }

        }

    }

轻量信号量

轻量信号量不支持跨进程使用，如果不需要使用跨进程，可以使用SemaphoreSlim来代替Semaphore

public class SemaphoreSlimDemo

    {

        private static readonly SemaphoreSlim _semaphoreSlim = new(0, 10);

        public static void Wrok()

        {

            while (true)

            {

                _semaphoreSlim.Wait();

                System.Console.WriteLine("do work");

            }

        }

        /// <summary>

        ///  执行函数

        /// </summary>

        public static void Run()

        {

            for (var i = 0; i < 6; i++)

            {

                var thread = new Thread(Wrok)

                {

                    IsBackground = true

                };

                thread.Start();

            }

            while (true)

            {

                _semaphoreSlim.Release(2);

                Thread.Sleep(1000);

            }

        }

    }

本文基于.Net Core底层入门总结内容

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巴特西