線程同步的情景之二

      情景一中，我主要介紹了用於解決資源爭用時各類方式的區別，本篇文章咱們將進一步介紹線程同步的第二種場景。

 

　情景二：數量有限，先到先得

 

　　情景簡介：與情景一相似，可是此次茅坑的數量不僅一個。若是有需求的人數少於茅坑數量，那一切都很和諧。可是人數超過茅坑數量的時候該怎麼辦？多我的佔用一個坑？

　　解決辦法：當全部茅坑都客滿的時候，其餘人必須乖乖等在外面，只有當有人從裏面出來的時候，下一我的才能進去。

　　問題抽象：當某一資源同一時刻容許必定數量的線程使用的時候，須要有個機制來阻塞多餘的線程，直到資源再次變得可用。

　　線程同步方案：Semaphore、SemaphoreSlim

　　方案特性：限量供應；除全部者外，其餘人無條件等待；先到先得（誰先進茅坑，誰先用，沒有前後順序）

 

　　各方案間的區別

　　Semaphore 的中文名稱叫信號量，在學操做系統的時候確定都會講到。而扯到信號量，最常拿來舉的就是生產者與消費者的例子。與上一篇同樣，我不會在這裏重複介紹一些網上多的是的內容，你們若是有興趣，能夠本身去找度娘、必硬或谷哥。

　　在繼續閱讀前，請確保你已經對用戶模式構造、內核模式構造和混合模式構造有所瞭解，若是還沒有了解，建議您先閱讀情景一中相關章節。

 

內核模式（kernal-mode)

　　Semaphore 經過在構造函數中傳入容器大小來限制一次性容許訪問的線程數量。與情景一介紹中的 Mutex 同樣屬於內核模式，並且都擁有同一個祖宗：WaitHandle。可是與 Mutex 不同的是，經過線程一獲取的全部權，能夠由線程二來釋放。下面的寫法是徹底合法的。

    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        //相似於消費者
        semaphore.WaitOne();
        Thread.Sleep(5000);
    });
 
    Thread.Sleep(1000);
    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        //相似於生產者
        semaphore.Release();
    });

 

　　優勢：提供數量限制的能力，能夠跨進程使用。

    //進程一
    Semaphore s = new Semaphore(1, 1, "myname", out creaded);
     
    //進程二
    Semaphore s = Semaphore.OpenExisting("myname");

　　缺點：速度慢於用戶模式、混合模式構造，稍快於 mutex。

 

 

混合模式（hybrid-mode)

　　SemaphoreSlim 是 .Net 4.0 時引進的一個新類型，使用方式上相似 Semaphore，是輕量級的 Semaphore。不容許跨進程使用。

　　優勢：提供數量限制的能力；速度快，優於 Semaphore。

　　缺點：不能跨進程使用。

 

總 結

　　本篇文章介紹的方法主要用於解決資源有限（數量大於一）時線程同步的問題。若是資源惟一，那利用 Semaphore s = new Semaphore(1,1) 的效果與建立一個 Mutex 的效果實際是一致的。而此時的 Semaphore 會有一個新名稱叫 Binary Semaphore (二元信號量）。

 

　　那何時該使用 Semaphore， 何時使用 Mutex？ 

　　記住本系列強調的情景！若是用於資源爭用，請使用 Mutex；若是用於限量使用請使用 Semaphore。

 

　　本文來自《C# 基礎回顧: 線程同步的情景之二》