基元线程同步构造之信号量(Semaphore)
信号量(semaphore)不过是由内核维护的 int32变量而已,(说通俗点就是好比一个线程容器里面允许执行的线程数,0计数就是允许执行的0个线程数,1就是允许执行的1个线程数,2就是允许执行的2个线程数,等等一次类推。。。。。。,0就是当前执行的线程数占满了容器没空余的了)。
当信号量为0时,在信号量上等待的线程会全部阻塞;
当信号量大于0时,就解除阻塞。
在一个信号量上等待的一个线程解除阻塞时,内核自动从信号量的计数中减1,线程运行完后调用Release,计数就加1。信号量还关联了一个最大的Int32值,当前计数绝不允许超过最大计数。下面展示了semaphore类的样子:
- public sealed class Semaphore :WaitHandle{
- //初始化信号量:初始请求数为initialCount,最大请求数为maximumCount
- public Semaphore(Int32 initialCount,Int32 maximumCount);
- public Int32 Release();//调用Release(1);返回上一个计数
- public Int32 Release(Int32 releaseCount);//返回上一个计数
- }
- initialCount:就是初始化信号量时,解除阻塞的线程数。
- maximumCount:就是信号量允许执行的最大线程数。
一个自动重置事件在行为上和最大计数为1的信号量非常相似。两者的区别在于,可以在一个自动重置事件上连续多次调用Set,同时仍然只有一个线程解除阻塞。相反,在一个信号量上连续多次调用Release,会使它的内部计数一直递增,这可能解除大量线程的阻塞。如果在一个信号量上多次调用Release,会导致它的计数超过最大计数,这是Release会抛出一个SemaphoreFullException.
请看MSDN中的一个例子:
- using System;
- using System.Threading;
- public class Example
- {
- // A semaphore that simulates a limited resource pool.
- //
- private static Semaphore _pool;
- // A padding interval to make the output more orderly.
- private static int _padding;
- public static void Main()
- {
- // Create a semaphore that can satisfy up to three
- // concurrent requests. Use an initial count of zero,
- // so that the entire semaphore count is initially
- // owned by the main program thread.
- //初始化时允许解除的阻塞线程数量为0,最大的执行线程数为3,所以在第执行完第44行代码之前,开启的子线程中的代码都不会执行,如果注释掉第45行代码,这5个子线程都不会执行,如果改成:new Semaphore(1,3)初始化时允许解除的阻塞线程数量为1,最大执行的线程数为3,所以在执行完31行代码后会有一个子线程在运行的,如果注释掉第45行代码,就会只有一个信号量慢慢的运行完这5个子线程
- _pool = new Semaphore(, );
- // Create and start five numbered threads.
- //
- for (int i = ; i <= ; i++)
- {
- Thread t = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Worker));
- // Start the thread, passing the number.
- //
- t.Start(i);
- }
- // Wait for half a second, to allow all the
- // threads to start and to block on the semaphore.
- //
- Thread.Sleep();
- // The main thread starts out holding the entire
- // semaphore count. Calling Release(3) brings the
- // semaphore count back to its maximum value, and
- // allows the waiting threads to enter the semaphore,
- // up to three at a time.
- //
- Console.WriteLine("Main thread calls Release(3).");
- _pool.Release();//此句代码的通俗意思就是重新再增加3个可以执行的线程,如果初始化new semaphore(1,5)运行完这代代码就是1+3=4个线程数解除阻塞了,如果初始化为new semaphore(0,5)运行完这段代码就是0+3=3个线程数解除阻塞了。
- //Console.WriteLine("_pool {0}", _pool.Release());
- //Console.WriteLine("_pool {0}", _pool.Release());
- //Console.WriteLine("_pool {0}", _pool.Release());
- //Console.WriteLine("_pool {0}", _pool.Release());
- //Console.WriteLine("_pool {0}", _pool.Release());
- Console.WriteLine("Main thread exits.");
- // Thread.Sleep(5000);
- // Console.WriteLine("_pool {0}", _pool.Release());
- Console.ReadLine();
- }
- private static void Worker(object num)
- {
- // Each worker thread begins by requesting the
- // semaphore.
- Console.WriteLine("Thread {0} begins " +
- "and waits for the semaphore.", num);
- _pool.WaitOne();
- // A padding interval to make the output more orderly.
- int padding = Interlocked.Add(ref _padding, );
- Console.WriteLine("Thread {0} enters the semaphore.", num);
- // The thread's "work" consists of sleeping for
- // about a second. Each thread "works" a little
- // longer, just to make the output more orderly.
- //模拟阻塞线程
- Thread.Sleep(1000 + padding);
- Console.WriteLine("Thread {0} releases the semaphore.", num);
- Console.WriteLine("Thread {0} previous semaphore count: {1}",
- num, _pool.Release());
- }
- }
运行的其中之一的一个结果为:
- Thread begins and waits for the semaphore.
- Thread begins and waits for the semaphore.
- Thread begins and waits for the semaphore.
- Thread begins and waits for the semaphore.
- Thread begins and waits for the semaphore.
- Main thread calls Release().
- Thread enters the semaphore.
- Thread releases the semaphore.
- Thread previous semaphore count:
- Thread enters the semaphore.
- Thread releases the semaphore.
- Thread previous semaphore count:
- Thread enters the semaphore.
- Thread releases the semaphore.
- Thread previous semaphore count:
- Main thread exits.
- Thread enters the semaphore.
- Thread releases the semaphore.
- Thread previous semaphore count: 1 //执行这段代码前。信号量(semaphore)中还有两个线程在执行(当前运行运行的线程和下面还没运行完的一个线程,所以剩余1个线程的信号量(semaphore)可以执行.
- Thread enters the semaphore.
- Thread releases the semaphore.
- Thread previous semaphore count: 2 //执行这段代码前。信号量(semaphore)中有2个空闲的位置,可以执行线程了。
这只是自己的理解,不正确的望各位大侠们指教。。。。。。。。。。。。。。。
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