全局类实例计数（使用信号量）

Question

我正在实现一个类库，并正在寻找一种方法来限制该库将分配给预设数量的给定类的实例数。限制必须是机器范围 - 一个简单的static 计数器是不够的，因为它只会计算调用进程中的实例。我想让事情尽可能简单（没有内存映射文件等）和尽可能安全（没有在临时文件或注册表中存储计数器），所以决定尝试使用全局共享信号量作为“计数器”

public class MyClass : IDisposable
{
   // Limit to 10 instances
   Semaphore m_sem = new Semaphore(10, 10, "SharedName");

   public MyClass()
   {
     if(!m_sem.WaitOne(0))
     {
       throw new Exception("No instances free");
     }
   }

   void IDisposable.Dispose()
   {
     m_sem.Release();
   }
}

这似乎工作正常。但是，如果 Dispose() 没有被调用，则信号量永远不会被释放 - 本质上是“泄漏”实例。现在恕我直言IDisposable 是.NET 中最糟糕的部分之一——我看到using( ... ) {} 的代码丢失比使用它要多得多。更糟糕的是，当您使用 IDisposable 作为数据成员并观察“IDisposable 癌症”在您应用中的每个类中蔓延时。

所以我决定为忘记 using() 的人实现完整的 IDisposable（反）模式。

public class MyClass : IDisposable
{
   // Limit to 10 instances
   Semaphore m_sem = new Semaphore(10, 10, "SharedName");

   public MyClass()
   {
     if(!m_sem.WaitOne(0))
     {
       throw new Exception("No instances left");
     }
   }

   ~MyClass()
   {
      Dispose(false);
   }

   void IDisposable.Dispose()
   {
     Dispose(true);
     GC.SuppressFinalize(this);
   }

   void Dispose(bool disposing)
   {
      if(disposing)
      {
          m_sem.Release();
      }
      else
      {
      // To release or not release?
      // m_sem.Release();
      }
   }
}

当使用using 正确调用时，事情很简单，我释放了 semapore。但是，当被 finalize 作为最后手段调用时，据我了解，我不应该访问托管资源，因为销毁顺序不固定 - m_sem 可能已被销毁。

那么，在用户忘记using的情况下，如何释放信号量呢？ （RTFM 可能是一个有效的答案，但我希望避免）。就目前而言，“泄露”的实例一直计数到使用我的程序集的最终进程终止（此时我假设全局信号量被释放）

或者确实有更好的方法来做到这一点？

Answer 1

有时，RTFM 确实是答案。

我不一定会推荐这个，但您可以做的一件事是固定信号量对象。例如：

public class MyClass : IDisposable
{
   // Limit to 10 instances
   Semaphore m_sem = new Semaphore(10, 10, "SharedName");
   private readonly GCHandle semHandle = GCHandle.Alloc(m_sem);

   public MyClass()
   {
     if(!m_sem.WaitOne(0))
     {
       throw new Exception("No instances free");
     }
   }

   void IDisposable.Dispose()
   {
     semHandle.Free();
     m_sem.Release();
   }
}

如果我有一大堆这些对象，我不会这样做，因为固定对象会对垃圾收集器的效率产生负面影响。但据我了解，Normal 固定对象不是问题（或问题不大）。

综合考虑，我认为我更喜欢 RTFM 方法。

Answer 2

在您的 MyClass 实例被垃圾回收之前，信号量永远不会被 GC，因为您的 MyClass 实例仍然具有对它的引用。如果有对它的引用，GC 将不会收集它。一旦您的 MyClass 实例正确完成（~MyClass() 函数返回时没有错误），它不再具有对信号量的引用，然后 GC 将收集它。

唯一的问题是垃圾收集何时命中，因为它是不确定的（因此可能永远不会运行）。但你对此无能为力。

另外，请确保在其中包含 catch (Exception e) 子句。 GC 线程上的异常会导致一些奇怪的东西。