五分钟了解Semaphore

一、前言

多个线程之间的同步，我们会用到Semaphore，翻译成中文就是信号量。使用Semaphore可以限制多个线程对同一资源的访问。我们先看下C#中对Semaphore的定义，如下图：

 翻译成中文就是：

 个人理解就是线程之间靠这个信号量完成通信。比如B线程必须要等A线程完成后才能工作，也可以用来控制并发的线程数，下面我们看具体的例子，代码如下：

 上面代码先声明了一个Semaphore对象，构造函数中Semaphore(3,3)表示初始线程数和最大线程数，表示对同一资源的访问，最多同时允许3个线程并发执行，运行结果如下：

 如果我们将值改为Semaphore(5,5)，则表示可以同时并发执行5个线程，运行结果如下：

 我们看到线程执行方法的第一行代码为semaphore.WaitOne()，会判断当前信号量，如果当前信号量大于0则继续执行，如果等于0则会阻塞当前线程并将信号量减1（当前为-1），直到有线程释放并将信息号。注释截图如下：

 当其他线程执行完成后，执行代码semaphore.Release()，此时会将信号量加1，如果加完后信号量的值小于或等于0，则会唤醒一个阻塞在该信号量上的线程。注释截图如下：

 

二、原理

个人对Semaphore的理解其实比较简单，就是规定对一个公有资源同时可操作的最大线程数，wait执行数量减1操作，signal执行数量加1操作，且这两个操作由操作系统保证原子性。我们可以先看一段伪代码，如下：

 代码解读：

wait()，申请资源，对信号量做减1操作，减完后如果值小于0，表示资源已经分配完，进行阻塞等待。

signal()，释放资源，对信号量做加1操作，加完后如果值小于等于0，则唤醒等待的线程并执行。

 

<完>

 

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