概念

在 C# 中，SemaphoreSlim​ 是 System.Threading​ 命名空间下的轻量级同步原语，用于限制同时访问共享资源的线程数量。

核心特性

  1. 轻量高效
    专为高性能设计，适用于进程内同步，比 Semaphore​ 类更高效。

  2. 异步支持
    提供 WaitAsync()​ 方法，支持异步编程模型，避免线程阻塞。

  3. 并发控制
    通过计数器限制资源访问线程数，初始计数（initialCount​）表示可用资源数，最大计数（maxCount​）为资源上限。

构造函数

SemaphoreSlim(int initialCount);  // 初始计数，最大计数默认为 int.MaxValue
SemaphoreSlim(int initialCount, int maxCount);  // 指定初始和最大计数

  • 说明：initialCount​ 必须 ≥0 且 ≤ maxCount​，否则抛出 ArgumentOutOfRangeException​。

常用方法

方法

说明

​Wait()​

同步等待信号量，计数器减1；若计数为0则阻塞。

​WaitAsync()​

异步等待信号量，适用于非阻塞异步场景。

​Release()​

释放信号量，计数器加1（默认释放1次，可指定次数 Release(n)​）。

​Dispose()​

释放资源，避免内存泄漏。

使用场景

  1. 资源池管理
    如数据库连接池、文件句柄池等，限制并发访问数量。

  2. 异步任务协调
    控制异步任务并发度，避免资源过载。

  3. 生产者-消费者模型
    同步生产者和消费者的资源访问节奏。

代码示例

示例1：同步控制（限制3个线程）

static SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(3);

static void AccessResource(string name, int seconds)
{
    semaphore.Wait();
    try
    {
        Console.WriteLine($"{name} 访问资源");
        Thread.Sleep(seconds * 1000);
    }
    finally
    {
        semaphore.Release();
    }
}

示例2：异步控制（异步等待）

static SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(1,1);

static async Task AccessResourceAsync(string name, int seconds)
{
    await semaphore.WaitAsync();
    try
    {
        Console.WriteLine($"{name} 开始异步操作");
        await Task.Delay(seconds * 1000);
    }
    finally
    {
        semaphore.Release();
    }
}

注意事项

  • 初始计数为0：需手动调用Release(n)​初始化资源池，否则所有线程会被阻塞。

  • 线程安全：Dispose()​方法非线程安全，需确保释放时无其他操作。

  • 与Semaphore区别：Semaphore​支持跨进程和命名信号量，而SemaphoreSlim​仅限进程内使用但性能更优。