信号量如何从另一个线程释放？答案

【问题标题】：How does a semaphore release from another thread?信号量如何从另一个线程释放？
【发布时间】：2019-01-28 11:34:23
【问题描述】：

据我所知，线程可以在信号量上释放而无需先使用WaitOne 获取锁。

所以，如果我们有线程 A、B 和 C 以及一个信号量，A 和 B 调用 WaitOne，获取锁并开始执行它们的业务。
随之而来的是线程 C，它只在信号量上调用 Release。

这应该将信号量的计数加 1。这是否意味着信号量将终止 A 或 B，或者只允许第三个线程获取锁并在其池中拥有 3 个线程，即使最大值为 2？

【问题讨论】：

信号量不是活动对象；它不管理任何代码的运行。以有意义的方式使用它是程序员的责任。如果这意味着增加互斥，那是一个单独的问题——一个简单的计数信号量并不能解决这个问题。线程 C 流氓释放它不拥有的资源，是错误的。监视器是没有这个问题的更高级别的抽象，这就是为什么 .NET 代码中的原始信号量相当少的原因。对于更简单的场景，当只需要线程安全的计数器时，有Interlocked。
在你执行线程之前你重置了两个信号量。然后在最后的线程内设置信号量。所以 C 除了等到两个信号量都设置好之外什么都不做。
@jdweng，让我们暂时假设我没有遵循良好的编程实践来为 Internet 站点上有关此类事情的特定问题提供理论场景。
@JeroenMostert，这是否意味着我对问题的假设是否正确？
是的，但是像往常一样，说服自己的最好方法是制作一个演示问题的小玩具应用程序（LINQPad 之类的工具使这变得非常容易）。我认为这比互联网上任何随机人的 cmets 都要好（当然更有洞察力）。虽然显示线程问题有时可能很棘手（有时完全不可能出现任何问题），但出于演示目的，在必要时插入几个.Sleeps 通常会解决问题。

标签： c# multithreading semaphore

【解决方案1】：

考虑

var semaphore = new SemaphoreSlim(2);

表示此时的信号量只有 2 个执行槽，但你要记住它只是执行槽的初始数量（用于并发授予的请求） )。

所以，如果我们将 A、B、C 线程派生到具有 2 个执行槽的信号量中，则前两个线程将被执行，C 线程将排队，直到代码中的其他人发出信号量增加一个执行槽。

当有人说可以执行队列中的下一个线程时，不管其他线程如何，都会执行 C。

一些技术示例：

（正如我在 @dmitri-nesteruk 的课程中看到的）

可用个执行槽的总数由CurrentCount表示。

每当一个线程想要被执行时，它都会询问信号量是否有可用的执行槽（使用CurrentCount > 0），如果为真 - 随意让自己执行，如果没有进入队列。

使信号量如此混乱的原因是CurrentCount 的值可以减少或增加。

每次Wait() 被一个线程，这意味着少了一个可用的执行槽并且正在执行一个线程。
每次Release(1) 增加一（或更多）在代码的其他地方调用，这意味着还有一个可用的执行槽所以第一个线程在信号量里面 queue 正在执行（不会终止其他队列）。

在本例中，我们生成了 3 个线程，但只有前两个线程将被执行，直到有人对信号量说他可以通过将 CurrentCount 增加为 Release(1) 来释放另一个执行槽。

for (int i = 0; i < 3 ; i++)
{
    Task.Factory.StartNew(() => 
    {
        Console.WriteLine($"Spawning task: {Task.CurrentId}");
        semaphore.Wait(); //CurrentCount--
        Console.WriteLine($"Executing task: {Task.CurrentId}");
    });
}


while (semaphore.CurrentCount <= 2)
{
    Console.ReadKey();
    Console.WriteLine("Key pressed");
    semaphore.Release(1); //CurrentCount++
}

输出：

Spawning task: A
Spawning task: B
Spawning task: C
Executing task: A
Executing task: B
.....
Key pressed
Executing task: C

【讨论】：

你的回答很好，但回答我问题的关键点是在 Jeroen Mostert 的评论中给出的，它是“信号量不是活动对象”，即信号量没有任何作用管理代码的执行，它只是一个简单的同步结构，它可以让事情过去，但之后他们会做什么 - 它不在乎。因为最初我认为它控制着它通过的任何线程的执行，就像一个监视器（从某种意义上说，监视器非常关心进入它的线程会发生什么，因为它需要释放它）。
@ShaharShokrani，这是大多数编程语言和库中大多数同步对象的典型特征：它们仅用作阻止线程在满足某些条件之前通过的门。为了保护数据结构不被破坏，程序员必须设置一个门，然后程序员有责任确保除了通过门后没有代码修改数据。

【解决方案2】：

您可以将信号量视为阻塞队列的特例：信号量的“计数”是队列中的项目数，但项目本身不包含任何信息。就像任何线程都可以将一个项目放入阻塞队列，任何线程都可以取出一个项目一样，任何线程都可以增加或减少信号量的计数。

【讨论】：