一文带你了解.Net信号量

一文带你了解.Net信号量

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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);
            }
        }
    }

 

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