.NET(C#)：訊號量（Semaphore）的初始請求數和最大請求數

其實.NET中的訊號量（Semaphore）是作業系統維持的一個整數。當整數位0時。其他線程無法進入。當整數大於0時，線程可以進入。每當一個線程進入，整數-1，線程退出後整數+1。整數不能超過訊號量的最大請求數。訊號量在初始化的時候可以指定這個整數的初始值。

 

System.Threading.Semaphore類的建構函式的兩個參數第一個就是訊號量的內部整數初始值，也就是初始請求數，第二個參數就是最大請求數。

如果沒有額外操作訊號量的話，訊號量的運行限制就取決於這個初始請求數，比如下面代碼：

//+ using System.Threading;

 

static Semaphore semaphore;

//當前訊號量中線程數量

static int count;

//用於產生隨機數

static Random r;

 

static void Main()

{

    r = new Random();

    //初始化訊號量：初始請求數為1，最大請求數為3

    semaphore = new Semaphore(1, 3);

    //放出10個線程

    for (int i = 0; i < 5; i++)

        ThreadPool.QueueUserWorkItem(doo, i + 1);

    Console.ReadKey(true);

}

 

static void doo(object arg)

{

    int id = (int)arg;

    PrintStatus(id, "等待");

    semaphore.WaitOne();

    PrintStatus(id, "進入");

    PrintCount(1);

    Thread.Sleep(r.Next(1000));

    PrintStatus(id, "退出");

    PrintCount(-1);

    semaphore.Release();

 

}

 

//輸出線程狀態

static void PrintStatus(int id, string s)

{

    Console.WriteLine("線程{0}：{1}", id, s);

}

 

//修改並輸出線程數量

static void PrintCount(int add)

{

    Interlocked.Add(ref count, add);

    Console.WriteLine("=> 訊號量值：{0}", Interlocked.Exchange(ref count, count));

}

 

輸出：

線程1：等待

線程2：等待

線程3：等待

線程1：進入

=> 訊號量值：1

線程4：等待

線程1：退出

=> 訊號量值：0

線程5：等待

線程2：進入

=> 訊號量值：1

線程2：退出

=> 訊號量值：0

線程5：進入

=> 訊號量值：1

線程5：退出

=> 訊號量值：0

線程4：進入

=> 訊號量值：1

線程4：退出

=> 訊號量值：0

線程3：進入

=> 訊號量值：1

線程3：退出

=> 訊號量值：0

可以看到，訊號量始終會限制線程數量為1。即初始請求數的值。

 

當然通過Semaphore.Release方法可以修改增加當前訊號量的內部請求數（而不是讓他一直等於初始請求數），當然內部請求數不能超過訊號量的最大請求數。

比如將上面代碼的Main函數修改成如下：

r = new Random();

//初始化訊號量：初始請求數為1，最大請求數為3

semaphore = new Semaphore(1, 3);

//放出10個線程

for (int i = 0; i < 5; i++)

    ThreadPool.QueueUserWorkItem(doo, i + 1);

 

//將訊號量的請求數加2，這樣訊號量的請求數為：3

semaphore.Release(2);

 

Console.ReadKey(true);

 

如下輸出：

線程1：等待

線程1：進入

線程3：等待

線程4：等待

線程4：進入

=> 訊號量值：2

=> 訊號量值：1

線程3：進入

=> 訊號量值：3

線程2：等待

線程1：退出

=> 訊號量值：2

線程2：進入

=> 訊號量值：3

線程5：等待

線程2：退出

=> 訊號量值：2

線程5：進入

=> 訊號量值：3

線程3：退出

=> 訊號量值：2

線程5：退出

=> 訊號量值：1

線程4：退出

=> 訊號量值：0

訊號量的請求數限制為3.